(57)【要約】【課題】  電車内の駆動システムが故障しても電車を駆動させることが可能な鉄道車両駆動制御装置を提供する。【解決手段】  本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機２１と、１次巻線４が交流電源に接続される変圧器２次巻線５の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータ１２と、このコンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータ２２と、このインバータと永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及びコンバータ１２と変圧器の２次巻線５との間の交流回路に、回路を投入・開放するための接触子を設けたｎ極開閉器２５を備えたものである。【選択図】      図１
2006311692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動する永久磁石電動機と、
１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機に供給するインバータと、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に、各回路を投入・開放するための接触子を設けたｎ極開閉器を備えたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【請求項２】
車両を駆動する永久磁石電動機と、
１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機に供給するインバータと、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に接触子を設けたｎ極開閉器を有し、
前記コンバータと前記インバータと前記永久磁石電動機と前記ｎ極開閉器をそれぞれ１台又は複数を組み合わせて１単位の制御群として構成し、
この制御群を複数備え、かつ、
前記複数の制御群のいずれかの前記コンバータ又は前記インバータが故障した場合、前記ｎ極開閉器を開放して当該制御群の前記インバータと前記永久磁石電動機との間の回路及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の回路を遮断する制御回路を備えたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【請求項３】
車両を駆動する永久磁石電動機の１台と、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して前記永久磁石電動機に供給するインバータの１台との組合せを１単位の駆動群とする当該駆動群のｍ単位（ｍは所定の整数）と、
１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して前記ｍ単位の駆動群それぞれのインバータに出力するコンバータと、
ｍ単位ある前記インバータ１台と前記永久磁石電動機１台との間のｎ相の交流回路に設けたｎ個のｍ極開閉器とを備え、
前記ｎ個のｍ極開閉器を開放する場合に、ｎ個のｍ極開閉器のいずれかが固渋した場合に、前記インバータと前記永久磁石電動機との間の電流を遮断するようにしたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【請求項４】
車両を駆動する永久磁石電動機と、
１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機に供給するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に設けた、直流電圧を平滑するための静電容量と、
前記変圧器２次巻線と前記コンバータとの間の交流回路に設けた、前記コンバータの起動前に前記静電容量に電圧を充電するための充電回路と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相の回路を投入・開放するための接触子及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に前記充電回路を介して前記コンバータに前記変圧器２次巻線の交流電圧を印加するようにした接触子を設けた第１のｎ極開閉器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に、各回路を投入・開放するための接触子を設けた第２のｎ極開閉器と、
前記第１のｎ極開閉器と前記第２のｎ極開閉器を投入・開放動作させる制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記コンバータの起動前に前記第１のｎ極開閉器を投入して前記静電容量を前記充電回路を介して充電し、前記静電容量が充電された後に前記第２のｎ極開閉器を投入する制御機能を備えたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【請求項５】
車両を駆動する永久磁石電動機と、
１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機にｎ相の交流回路供給するインバータと、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に、各回路を投入・開放するための接触子を設けたｎ極の第１の多極開閉器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちの少なくともｎ−１相に回路を投入・開放するための接触子を設けたｍ極（ｍは所定の整数）の第２の多極開閉器と、
前記第１の多極開閉器と前記第２の多極開閉器を投入・開放動作させる制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記第１の多極開閉器が固渋したことを検知する固渋検出手段を有し、
前記制御回路は、前記固渋検出手段が前記第１の多極開閉器の固渋を検出した場合に前記第２の多極開閉器を開放し、前記インバータと前記永久磁石電動機との間の電流を遮断することを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【請求項６】
車両を駆動する永久磁石電動機と、
１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機に供給するインバータと、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に、各回路を投入・開放するための接触子を設けたｎ極の第１の多極開閉器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちの少なくともｎ−１相に回路を投入・開放するための接触子を設けたｍ極（ｍは所定の整数）の第２の多極開閉器と、
前記第１の多極開閉器と前記第２の多極開閉器を投入・開放動作させる制御回路であって、前記第１の多極開閉器が固渋したことを検出する固渋検出手段を有する制御回路とを備え、
前記コンバータと前記インバータと前記永久磁石電動機と前記第１の多極開閉器と前記第２の多極開閉器とをそれぞれ１台又は複数を組み合わせて１単位の制御群として構成し、この制御群を複数有しており、
前記制御回路は、前記複数の制御群のいずれかの前記コンバータ又は前記インバータが故障した場合、前記第１の多極開閉器を開放して当該制御群の前記インバータと前記永久磁石電動機との間の回路及び前記コンバータと前記コンバータの電源である変圧器の２次巻線との間との回路を切り離し、前記固渋検出手段が前記第１の多極開閉器の固渋を検出した場合に前記第２の多極開閉器を開放して当該制御群の前記インバータと前記永久磁石電動機の間の電流を遮断することを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石電動機を駆動源とする鉄道車両の駆動を制御する鉄道車両駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３０に、従来の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す。この従来の鉄道車両駆動制御装置は、鉄道車両を駆動する電動機として、その回転子に永久磁石を有する永久磁石電動機を適用したシステムである。図３０において、１は交流電源である架線、２は集電器、３は交流回路遮断器、４は変圧器の１次巻線、５は変圧器の２次巻線、７は車輪、８は帰線であるレール、９は変圧器２次巻線とコンバータ間の電流を検出するための交流電流検出器、１０は充電用開閉器、１１は充電回路抵抗器、１８は交流回路開閉器、１２はコンバータ、１３Ｕ〜１３Ｙはコンバータ１２のスイッチング素子、１４は平滑コンデンサ、２１は永久磁石電動機、２２はインバータ、２３Ｕ〜２３Ｚはインバータ２２のスイッチング素子、１５はコンバータ１２とインバータ２２との間の直流回路の電圧を検出するための電圧検出器、２４Ｕ〜２４Ｗはインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の電流を検出するための電流検出器、２５は接触子を３個有する３極開閉器を表している。
【０００３】
コンバータ１２は、スイッチング素子１３Ｕ〜２３Ｙを内蔵しており、この４個のスイッチング素子１３Ｕ〜２３Ｙを任意にオン・オフ動作させることによって、変圧器２次巻線５から供給される交流電圧を任意の電圧の直流電圧に変換する。インバータ２２は、スイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚを内蔵しており、この６個のスイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚを任意にオン・オフ動作させることによって、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の３相交流電圧に変換する。インバータ２２の電源である直流電圧はコンバータ１２によって供給される。
【０００４】
鉄道車両を駆動する永久磁石電動機２１には、インバータ２２からＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗの３相交流電力が供給される。またこのとき、永久磁石電動機２１の各端子には線間電圧Ｖｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕが印加される。
【０００５】
交流回路遮断器３は、機能的には開閉器の一種であり、交流電源である架線１と変圧器１次巻線４との接続・切り離しをおこなう。変圧器には１次巻線４と２次巻線５が設けられており、架線１の交流電圧を鉄道車両駆動制御装置の入力電圧に変換する。
【０００６】
充電用開閉器１０と充電回路抵抗器１１は、コンバータ１２を起動する前にコンバータ１２とインバータ２２との間の直流回路に設けた平滑コンデンサ１４を充電するためのもので、コンバータ１２を起動する前に充電用開閉器１０が投入（オン）され、コンバータ１２が内蔵しているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙの逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器１１で制限された電流によって平滑コンデンサ１４を充電する。平滑コンデンサ１４の充電が完了した後に充電用開閉器１０が開放（オフ）され、逆に交流回路開閉器１８が投入（オン）されて変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路が接続される。この交流回路開閉器１８が投入（オン）されると、コンバータ１２はスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙのオン・オフ動作を開始して起動する。平滑コンデンサ１４は、コンバータ１２から出力されてインバータ２２に供給される直流電圧を安定させる作用を持つ。
【０００７】
３極開閉器２５は、インバータ１２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路に設けられており、インバータ１２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路を投入・開放するためのものである。
【０００８】
図３１は、図３０に示した従来の鉄道車両駆動制御装置の開閉器を投入・開放するための制御部と制御回路の構成を示した図である。１０１は制御回路電源、１０２は制御回路電源グラウンド、１０３は制御部である。この制御部１０３は、充電用開閉器１０の投入と開放をおこなう充電用開閉器投入指令信号１０３ａと、交流回路開閉器１８の投入と開放をおこなう交流回路開閉器投入指令信号１０３ｂと、３極開閉器２５の投入と開放をおこなう３極開閉器投入指令信号１０３ｃとを出力する。
【０００９】
継電器１０４ａは、充電用開閉器１０の駆動操作コイル１１０に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの充電用開閉器投入指令信号１０３ａによって投入（オン）される。継電器１０４ｂは、交流回路開閉器１８の駆動操作コイル１１８に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの交流回路開閉器投入指令信号１０３ｂによって投入（オン）される。継電器１０４ｃは、３極開閉器２５の駆動操作コイル１２５に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの３極開閉器投入指令信号１０３ｃによって投入（オン）される。
【００１０】
ところで、鉄道車両の場合、鉄道車両駆動制御装置が故障しても故障が発生した場所で停車したままでいることは同じ路線を走行する他の列車の運転を妨げることになるので、最寄の駅まで、又は修理をおこなう車庫まで故障した列車を回送できる必要があるという、鉄道車両としての特殊な技術的要請がある。しかしながら、図３０に示すような従来の永久磁石電動機を採用した鉄道車両駆動制御装置の場合、次のような解決すべき技術的課題があった。永久磁石電動機２１は、鉄道車両の駆動用電動機として従来利用されていた誘導電動機と比較して電動機の効率が向上するという長所を有している反面、永久磁石電動機２１が回転していると永久磁石の磁束によって永久磁石電動機２１の端子に誘起電圧が発生する。そのため、インバータ２２又はコンバータ１２が内蔵しているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙ、２３Ｕ〜２３Ｚが短絡モードで故障すると、永久磁石電動機２１の端子が短絡されて閉回路が構成されることになる。この結果、永久磁石電動機２１が回転すると誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障したインバータ２２又はコンバータ１２に電流が流れ込み、損傷をさらに拡大してしまう。またこのとき、永久磁石電動機２１とインバータ２２又はコンバータ１２との間の閉回路に流れる電流のために永久磁石電動機２１にブレーキ力が発生する。よって、鉄道車両を回送することができなくなる。
【００１１】
そこで、例えば、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間に設けた電流検出器９によってコンバータ１２の電流の異常を検出するか、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間に設けた電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗによってインバータ２２の出力電流の異常を検出するか、又は直流電圧検出器（直流電圧監視手段）１５によって平滑コンデンサ１４に対する直流電圧の異常を検出するかなどの方法によってインバータ２２又はコンバータ１２が故障したことを検出した場合に、保護機能によって永久磁石電動機２１とインバータ２２との間の回路を開放する必要がある。
【００１２】
この課題を解決するものとして、例えば特開平８−１８２１０５号公報（特許文献１）に示すような方式が知られている。この従来の方式では、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路に開閉器２５を設けている。この構成にすれば、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路の開閉器２５が、鉄道車両を駆動する電動機として従来の誘導電動機に代えて永久磁石電動機２１を適用する場合には、従来の誘導電動機用の鉄道車両駆動制御装置に対して追加的に必須の部品となる。つまり、鉄道車両の駆動電動機に永久磁石電動機２１を適用したシステムにおいては、鉄道車両駆動制御装置が内蔵しているインバータ２２又はコンバータ１２が故障した場合に、故障したインバータ２２又はコンバータ１２を電源である変圧器２次巻線５から切り離すために変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路を開放し、かつ、故障したインバータ２２又はコンバータ１２と永久磁石電動機２１との間の回路を切り離すためにインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路を開放する必要がある。
【００１３】
しかしながら、従来の鉄道車両駆動制御装置では、コンバータ１２又はインバータ２２が故障した場合に、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路を開放するための開閉器１８と、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路を開放するための開閉器２５とが別個の開閉器で構成されており、鉄道車両駆動制御装置の構成部品数が多くなって鉄道車両駆動制御装置が大型化し、また重量が増加してしまうという問題点があった。
【００１４】
また第２の技術的課題として、従来の鉄道車両駆動制御装置では、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路を開放するために設けた開閉器２５が、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路に対して１個であるため、インバータ２２又はコンバータ１２が故障し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路に設けた開閉器２５が固渋して開放動作できない場合には、回転する永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障したインバータ２２又はコンバータ１２に電流が流れ込んで電力変換装置の損傷をさらに拡大してしまい、加えて、永久磁石電動機２１と故障したインバータ２２又はコンバータ１２との間の閉回路に流れる電流のために永久磁石電動機２１にブレーキ力が発生して、列車を運転を継続したり回送運転ができなくなるという問題点があった。
【特許文献１】特開平８−１８２１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ある鉄道車両駆動制御装置のインバータ又はコンバータが故障した状態では、該当するインバータとコンバータを含む回路を永久磁石電動機と交流電源から切り離すことによって、回送時に停止しているインバータ又はコンバータが永久磁石電動機の誘起電圧により損傷を受けないように保護しながら、列車内にある他の健全な鉄道車両駆動制御装置で当該列車の運転を継続したり、当該列車を他の列車と連結して必要な場所まで回送運転したりできる鉄道車両駆動制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、鉄道車両駆動制御装置の複数の制御群のうちの１つの制御群のインバータ又はコンバータが故障した状態では、該当するインバータ又はコンバータを含む回路を永久磁石電動機と交流電源から切り離すことによって、回送時に停止しているインバータ又はコンバータが永久磁石電動機の誘起電圧により損傷を受けないように保護しながら、健全な残りの制御群によって永久磁石電動機を駆動して当該鉄道車両の運転を継続したり、又は必要な場所まで回送運転したりすることができる鉄道車両駆動制御装置を提供することを目的とする。
【００１７】
さらに本発明は、列車（鉄道車両）を駆動する鉄道車両駆動制御装置のインバータと永久磁石電動機との間の回路の開閉器が固渋した場合にも、インバータと永久磁石電動機との間の回路を切り離すことを可能とし、回送時に停止しているコンバータとインバータが永久磁石電動機の誘起電圧によって損傷を受けないように保護しながら、列車内にある他の健全な鉄道車両駆動制御装置で当該列車の運転を継続したり、当該鉄道車両駆動装置の他の健全な制御群によって永久磁石電動機を駆動して運転を継続したり、当該列車を他の列車と連結して必要な場所まで回送運転したりすることができる鉄道車両駆動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機に供給するインバータと、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に、各回路を投入・開放するための接触子を設けたｎ極開閉器を備えたものである。
【００１９】
請求項２の発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機に供給するインバータと、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に接触子を設けたｎ極開閉器を有し、前記コンバータと前記インバータと前記永久磁石電動機と前記ｎ極開閉器をそれぞれ１台又は複数を組み合わせて１単位の制御群として構成し、この制御群を複数備え、かつ、前記複数の制御群のいずれかの前記コンバータ又は前記インバータが故障した場合、前記ｎ極開閉器を開放して当該制御群の前記インバータと前記永久磁石電動機との間の回路及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の回路を遮断する制御回路を備えたものである。
【００２０】
請求項３の発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機の１台と、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して前記永久磁石電動機に供給するインバータの１台との組合せを１単位の駆動群とする当該駆動群のｍ単位（ｍは所定の整数）と、１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して前記ｍ単位の駆動群それぞれのインバータに出力するコンバータと、ｍ単位ある前記インバータ１台と前記永久磁石電動機１台との間のｎ相の交流回路に設けたｎ個のｍ極開閉器とを備え、前記ｎ個のｍ極開閉器を開放する場合に、ｎ個のｍ極開閉器のいずれかが固渋した場合に、前記インバータと前記永久磁石電動機との間の電流を遮断するようにしたものである。
【００２１】
請求項４の発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機に供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に設けた、直流電圧を平滑するための静電容量と、前記変圧器２次巻線と前記コンバータとの間の交流回路に設けた、前記コンバータの起動前に前記静電容量に電圧を充電するための充電回路と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相の回路を投入・開放するための接触子及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に前記充電回路を介して前記コンバータに前記変圧器２次巻線の交流電圧を印加するようにした接触子を設けた第１のｎ極開閉器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に、各回路を投入・開放するための接触子を設けた第２のｎ極開閉器と、前記第１のｎ極開閉器と前記第２のｎ極開閉器を投入・開放動作させる制御回路とを備え、前記制御回路は、前記コンバータの起動前に前記第１のｎ極開閉器を投入して前記静電容量を前記充電回路を介して充電し、前記静電容量が充電された後に前記第２のｎ極開閉器を投入するようにしたものである。
【００２２】
請求項５の発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機にｎ相の交流回路供給するインバータと、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に、各回路を投入・開放するための接触子を設けたｎ極の第１の多極開閉器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちの少なくともｎ−１相に回路を投入・開放するための接触子を設けたｍ極（ｍは所定の整数）の第２の多極開閉器と、前記第１の多極開閉器と前記第２の多極開閉器を投入・開放動作させる制御回路とを備え、前記制御回路は、前記第１の多極開閉器が固渋したことを検知する固渋検出手段を有し、前記制御回路は、前記固渋検出手段が前記第１の多極開閉器の固渋を検出した場合に前記第２の多極開閉器を開放し、前記インバータと前記永久磁石電動機との間の電流を遮断するようにしたものである。
【００２３】
請求項６の発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、１次巻線が交流電源に接続される変圧器の２次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である直流電圧をｎ相（ｎは所定の整数）の任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換し前記永久磁石電動機に供給するインバータと、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちのいずれかｎ−１相及び前記コンバータと前記変圧器の２次巻線との間の交流回路に、各回路を投入・開放するための接触子を設けたｎ極の第１の多極開閉器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のｎ相の交流回路のうちの少なくともｎ−１相に回路を投入・開放するための接触子を設けたｍ極（ｍは所定の整数）の第２の多極開閉器と、前記第１の多極開閉器と前記第２の多極開閉器を投入・開放動作させる制御回路であって、前記第１の多極開閉器が固渋したことを検出する固渋検出手段を有する制御回路とを備え、前記コンバータと前記インバータと前記永久磁石電動機と前記第１の多極開閉器と前記第２の多極開閉器とをそれぞれ１台又は複数を組み合わせて１単位の制御群として構成し、この制御群を複数有しており、前記制御回路は、前記複数の制御群のいずれかの前記コンバータ又は前記インバータが故障した場合、前記第１の多極開閉器を開放して当該制御群の前記インバータと前記永久磁石電動機との間の回路及び前記コンバータと前記コンバータの電源である変圧器の２次巻線との間との回路を切り離し、前記固渋検出手段が前記第１の多極開閉器の固渋を検出した場合に前記第２の多極開閉器を開放して当該制御群の前記インバータと前記永久磁石電動機の間の電流を遮断するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、鉄道車両駆動制御装置が内蔵するインバータ又はコンバータが故障した状態では、該当するインバータとコンバータを含む回路を永久磁石電動機と交流電源から切り離すことによって、回送時に故障して停止しているインバータ又はコンバータが永久磁石電動機の誘起電圧により損傷を受けないように保護しながら、列車内にある他の健全な鉄道車両駆動制御装置で当該列車の運転を継続したり、当該列車を他の列車と連結して必要な場所まで回送運転したりできる鉄道車両駆動制御装置が実現できる。
【００２５】
また本発明によれば、鉄道車両駆動制御装置のコンバータと変圧器２次巻線の間の回路の接触子と、インバータと永久磁石電動機の間の回路の接触子とを、共通の開閉器で投入・開放することにより、鉄道車両駆動制御装置が内蔵する開閉器の数を削減することが可能で、装置の構成部品の数の削減及びそれにともなう装置の外形の小型化と重量の軽量化が可能である。
【００２６】
また本発明によれば、鉄道車両駆動制御装置が有する複数の制御群のうちの１つの制御群のインバータ又はコンバータが故障した状態では、該当するインバータ又はコンバータを含む回路を永久磁石電動機と交流電源から切り離すことによって、回送時に故障して停止しているインバータ又はコンバータが永久磁石電動機の誘起電圧により損傷を受けないように保護しながら、健全な残りの制御群によって永久磁石電動機を駆動して当該鉄道車両の運転を継続したり、又は必要な場所まで回送運転したりできる鉄道車両駆動制御装置が実現できる。
【００２７】
さらに本発明によれば、列車（鉄道車両）を駆動する鉄道車両駆動制御装置のインバータと永久磁石電動機の間の回路の第１の開閉器が固渋した場合にも、インバータと永久磁石電動機の間の第２の開閉器によって回路を切り離すことを可能とし、回送時に故障して停止しているコンバータとインバータが永久磁石電動機の誘起電圧によって損傷を受けないように保護しながら、列車内にある他の健全な鉄道車両駆動制御装置で当該列車の運転を継続したり、当該鉄道車両駆動装置の他の健全な制御群によって永久磁石電動機を駆動して運転を継続したり、当該列車を他の列車と連結して必要な場所まで回送運転したりできる鉄道車両駆動制御装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００２９】
（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示している。図１に示した鉄道車両駆動制御装置は、鉄道車両を駆動する電動機として回転子に永久磁石を有する永久磁石電動機を適用したシステムである。図１において、１は交流電源である架線、２は集電器、３は交流回路遮断器、４は変圧器の１次巻線、５は変圧器の２次巻線、７は車輪、８は帰線であるレール、１０は充電用開閉器、１１は充電回路抵抗器、１２はコンバータ、１３Ｕ〜１３Ｙはコンバータ１２のスイッチング素子、９は変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の電流を検出するための交流電流検出器、１４は平滑コンデンサ、２１は永久磁石電動機、２２はインバータ、２３Ｕ〜２３Ｚはインバータ２２のスイッチング素子、１５はコンバータ１２とインバータ２２との間の直流回路の電圧を検出するための電圧検出器、２４Ｕ〜２４Ｗはインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の電流を検出するための電流検出器、２５は接触子を３個有し、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路に２個の接触子が設置され、かつ変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路に１個の接触子が設置されている３極開閉器である。尚、図１において、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００３０】
コンバータ１２は、４個のスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙを内蔵しており、この４個のスイッチング素子を任意にオン・オフ動作させることによって、変圧器２次巻線５から供給される交流電圧を任意の大きさの電圧の直流電圧に変換する。図１では、スイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙは、適用例として、逆並列に接続されたダイオードを内蔵したＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）として記載しているが、電流を導通（オン）・阻止（オフ）する機能を有した素子であれば種類はＩＧＢＴに限定されない。
【００３１】
インバータ２２は、６個のスイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚを内蔵しており、この６個のスイッチング素子を任意にオン・オフ動作させることによって、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の３相交流電圧に変換する。図１では、スイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚは、適用例として、逆並列に接続されたダイオードを内蔵したＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）として記載しているが、電流を導通（オン）・阻止（オフ）する機能を有した素子であれば種類はＩＧＢＴに限定されない。インバータ２２の電源である直流電圧はコンバータ１２によって供給される。平滑コンデンサ１４は、コンバータ１２から出力されてインバータ２２に供給される直流電圧を安定させる作用を持つ。
【００３２】
永久磁石電動機２１は、その回転子が歯車などを介して車輪７の車軸と接続されるか、又は車輪７の車軸と直接接続されて鉄道車両を駆動するためのもので、例えば永久磁石同期電動機や永久磁石補助形リラクタンス電動機であり、永久磁石を利用し、それ故にその回転により誘起電圧を発生する方式の電動機である。永久磁石電動機２１にはインバータ２２からＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗの３相交流電力が供給される。またこのとき、永久磁石電動機２１の各端子には線間電圧Ｖｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕが印加される。
【００３３】
交流回路遮断器３は、機能的には開閉器の一種であり、交流電源である架線１と変圧器１次巻線４との接続・切り離しをおこなう。この変圧器には１次巻線４と２次巻線５が設けられており、架線１の交流電圧の大きさを鉄道車両駆動制御装置の入力電圧の交流電圧の大きさに変換する。
【００３４】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の特徴をなす３極開閉器２５は３個の接触子を有し、それらの接触子は、インバータ１２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路のうちの２相に各１個ずつと、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路に１個設けられており、インバータ１２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路及び変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路を投入・開放するために動作する。ここで、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の接触子を２相にだけ設置しているのは、当該接触子を開放することで永久磁石電動機２１の誘起電圧によって故障したインバータ２２又はコンバータ１２へ流れる電流を防止するためであり、図１のように３相のうちのいずれか２相を接触子で開放することでこの電流を防止できるからである。
【００３５】
充電用開閉器１０と充電回路抵抗器１１は、コンバータ１２を起動する前にコンバータ１２とインバータ２２との間の直流回路に設けた平滑コンデンサ１４を充電するためのもので、コンバータ１２を起動する前に充電用開閉器１０が投入（オン）され、コンバータ１２が内蔵しているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙの逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器１１で制限された電流によって平滑コンデンサ１４を充電する。平滑コンデンサ１４の充電が完了した後に充電用開閉器１０が開放（オフ）され、３極開閉器２５が投入（オン）され変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路とインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路が接続される。充電用開閉器１０を開放して３極開閉器２５を投入するタイミングについては、充電回路抵抗器１１の抵抗値と平滑コンデンサ１４の静電容量から求められる充電時間を考慮して、充電用開閉器１０を投入した後に前記の充電時間が経過したことで、充電用開閉器１０を開放して３極開閉器２５を投入する。又は別の方式として、電圧検出器１５の検出値を監視して平滑コンデンサ１４の電圧が予め設定された閾値を超えたときに充電用開閉器１０を開放して３極開閉器２５を投入する方式としても良い。
【００３６】
３極開閉器２５が投入（オン）されると、コンバータ１２とインバータ２２との間の直流回路の電圧は、変圧器２次巻線５の交流電圧がコンバータ１２のスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙに内蔵されたダイオードによって整流された電圧となり、その後コンバータ１２とインバータ２２はそれぞれが内蔵するスイッチング素子のオン・オフ動作を開始して起動する。
【００３７】
図２は、図１に示した本発明の第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の開閉器群を投入・開放するための制御部と制御回路の構成を示した図である。図において、１０１は制御回路電源、１０２は制御回路電源グラウンド、１０３は制御部である。尚、図２において、図３１と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００３８】
制御部１０３は、交流電流検出器９の出力信号１０９と、電圧検出器１５の出力信号１１５と、電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗの出力信号１２４Ｕ〜１２４Ｗが入力され、充電用開閉器１０の投入と開放をおこなう充電用開閉器投入指令信号１０３ａと、３極開閉器２５の投入と開放をおこなう３極開閉器投入指令信号１０３ｃとを出力する。尚、図２では、本発明の実施の形態の動作を理解しやすくするために、制御部１０３への入力信号及び制御部１０３からの出力信号として、本発明に関係する信号のみを記載している。
【００３９】
継電器１０４ａは、充電用開閉器１０の駆動操作コイル１１０に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの充電用開閉器投入指令信号１０３ａによって投入（オン）される。継電器１０４ｃは、３極開閉器２５の駆動操作コイル１２５に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの３極開閉器投入指令信号１０３ｃによって投入（オン）される。
【００４０】
制御部１０３がコンバータ１２又はインバータ２２の故障を検出した場合には、３極開閉器投入指令信号１０３ｃがオフとなり３極開閉器２５を開放（オフ）して、電源である変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路を開放するとともにインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路も開放する。このとき、充電用開閉器投入指令信号１０３ａもオフ状態が保持され充電用開閉器１０も開放状態に保持される。
【００４１】
上で述べたコンバータ１２又はインバータ２２の故障とは、コンバータ１２に内蔵されているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙや、インバータ２２に内蔵されているスイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚが破損し、又はスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙ、２３Ｕ〜２３Ｚそれぞれをオン・オフ動作させるための回路が破損して、コンバータ１２又はインバータ２２が起動できない状態（動作できない状態）の意味である。コンバータ１２の故障検出方法については、例えば、コンバータ１２の変圧器２次巻線５側の交流回路の電流を交流電流検出器９で監視し、異常値を示した場合にコンバータ１２の故障と判断する方法を採用する。またインバータ２２の故障検出方法については、例えば、インバータ２２の出力電流を電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗで監視し、異常値を示した場合にインバータ２２の故障と判断し、またコンバータ１２とインバータ２２との間の直流回路の直流電圧を電圧検出器１５で監視し、異常値を示した場合にコンバータ１２とインバータ２２の故障と判断する方法を採用する。
【００４２】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、当該鉄道車両駆動制御装置が内蔵するインバータ２２又はコンバータ１２が故障した状態では、該当するインバータ２２とコンバータ１２を含む回路を永久磁石電動機２１と交流電源（架線）１から切り離すことによって、回送時に、故障して停止しているインバータ２２又はコンバータ１２が永久磁石電動機２１の誘起電圧により損傷を受けないように保護しながら、列車内にある他の健全な鉄道車両駆動制御装置で当該列車の運転を継続したり、当該列車を他の列車と連結して必要な場所まで回送運転したりすることが可能となる。
【００４３】
また、図３０に示した従来の鉄道車両駆動制御装置と比較して、交流回路開閉器１８とその制御回路である継電器１０４ｂとが不要になり、鉄道車両駆動制御装置の構成部品の削減及びそれにともなう装置の外形の小型化と重量の軽量化が可能になる。
【００４４】
尚、図１に示した鉄道車両駆動制御装置では、３極開閉器２５の接触子は、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと永久磁石電動機２１との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機２１の誘起電圧によって故障したコンバータ１２又はインバータ２２に流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗとの間に設けても良い。また、図１に示した鉄道車両駆動制御装置において、交流電流検出器９は、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路の電流を検出するためのものであるから、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路のどちら側の相に設けても良い。
【００４５】
（第２の実施の形態）図３は、本発明の第２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示した図である。図３に示す構成では、図１に示した鉄道車両駆動制御装置の構成に対して充電用開閉器１０の構成と動作が異なっており、その他は同様である。尚、図１、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００４６】
図１に第１の実施の形態では、充電用開閉器１０を充電回路抵抗器１１と直列に構成しているのに対して、図３に示した第２の実施の形態では、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路のうち充電回路抵抗器１１を設けた相と反対側の相に設けたことを特徴としている。図３に示す鉄道車両駆動制御装置における充電用開閉器１０は、コンバータ１２を起動する前に充電用開閉器１０が投入（オン）され、コンバータ１２が内蔵しているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙの逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器１１で制限された電流によって平滑コンデンサ１４を充電する。平滑コンデンサ１４の充電が完了した後に３極開閉器２５が投入（オン）され、このとき充電用開閉器１０も投入（オン）のままとなり、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路とインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路とがともに接続される。その他の構成要素とその動作については図１に示した鉄道車両駆動制御装置と同様である。
【００４７】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、第１の実施の形態と同様に鉄道車両駆動制御装置が内蔵するインバータ２２又はコンバータ１２が故障した状態では、該当するインバータ２２とコンバータ１２を含む回路を永久磁石電動機２１と交流電源（架線）１から切り離すことによって、回送時に故障して停止しているインバータ２２又はコンバータ１２が永久磁石電動機２１の誘起電圧により損傷を受けないように保護しながら、列車内にある他の健全な鉄道車両駆動制御装置で当該列車の運転を継続したり、当該列車を他の列車と連結して必要な場所まで回送運転したりすることが可能となる。
【００４８】
また、図３０に示した従来の鉄道車両駆動制御装置と比較して、交流回路開閉器１８とその制御回路である継電器１０４ｂが不要になり、鉄道車両駆動制御装置の構成部品の削減及びそれにともなう装置の外形の小型化と重量の軽量化が可能になる。
【００４９】
尚、図３に示した鉄道車両駆動制御装置では、３極開閉器２５の接触子は、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと永久磁石電動機２１との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機２１の誘起電圧によって故障したコンバータ１２又はインバータ２２に流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗとの間に設けても良い。また、図３に示した鉄道車両駆動制御装置において、交流電流検出器９は変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路の電流を検出するためのものであるから、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路のどちら側の相に設けても良い。
【００５０】
（第３の実施の形態）図４は、本発明の第３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図である。図１と図３に示した鉄道車両駆動制御装置と比べて充電回路抵抗器１１を無くし、代わりに、変圧器３次巻線６と充電回路昇圧変圧器１６と充電用整流回路１７を設け、また充電用開閉器１０を変圧器３次巻線６と充電回路昇圧変圧器１６との間に設けた構成を特徴としている。尚、その他の構成要素とその動作については、図１と図２に示した第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様であり、図４において、図１、図３及び図３０と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００５１】
変圧器３次巻線６は変圧器２次巻線５よりも小さい電圧を出力する巻線である。充電回路昇圧変圧器１６は、変圧器３次巻線６の交流電圧を昇圧するためのものである。充電用整流回路１７は、充電回路昇圧変圧器１６の出力を整流してコンバータ１２とインバータ２２との間の直流回路に直流電圧を供給するためのものである。
【００５２】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、コンバータ１２を起動する前に平滑コンデンサ１４を充電する場合、充電用開閉器１０を投入（オン）して変圧器３次巻線６と充電回路昇圧変圧器１６とを接続することにより、充電用整流回路１７を経て平滑コンデンサ１４が充電される。平滑コンデンサ１４の充電完了後、充電用開閉器１０を開放（オフ）し、３極開閉器２５を投入（オン）する。
【００５３】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、充電用開閉器１０は変圧器３次巻線６と接続された電圧の低い回路上に設けているので、この充電用開閉器１０には低電圧用の簡易な開閉器を採用することが可能で、高電圧用の、したがって大型で高価な開閉器は３極開閉器２５のみに採用すれば良い効果がある。
【００５４】
また、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路の交流開閉器と、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路の３極開閉器２５を別々に設ける場合に比較して、交流回路開閉器とその制御回路である継電器が不要になり、鉄道車両駆動制御装置の構成部品の削減及びそれにともなう装置の外形の小型化と重量の軽量化が可能になる。
【００５５】
尚、図４に示した鉄道車両駆動制御装置では、３極開閉器２５の接触子は、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと永久磁石電動機２１との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機２１の誘起電圧によって故障したコンバータ１２又はインバータ２２に流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗとの間に設けても良い。また、図４に示した鉄道車両駆動制御装置において、交流電流検出器９は変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路の電流を検出するためのものであるから、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路のどちら側の相に設けても良い。
【００５６】
（第４の実施の形態）図５は、本発明の第４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図である。図５に示す鉄道車両駆動制御装置は、インバータと永久磁石電動機と電流検出器と３極開閉器を組み合わせて１単位の駆動群として構成し、第１〜第３の実施の形態ではコンバータ１２が１台であったのに対してこの駆動群を２組備えた構成を特徴としている。以下、それぞれ第１駆動群と第２駆動群と呼称して説明する。
【００５７】
図５において、３１は第１駆動群の永久磁石電動機、３２は第１駆動群のインバータ、３４Ｕ〜３４Ｗは第１駆動群の電流検出器、３５は第１駆動群の３極開閉器、４１は第２駆動群の永久磁石電動機、４２は第２駆動群のインバータ、４４Ｕ〜４４Ｗは第２駆動群の電流検出器、４５は第２駆動群の３極開閉器である。尚、図１、図３、図４、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて表してある。
【００５８】
第１駆動群の３極開閉器３５の３個の接触子は、第１駆動群のインバータ３２と第１駆動群の永久磁石電動機３１との間の３相交流回路のうちの２相に各１個ずつと、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路に１個設置してあり、第１駆動群のインバータ３２と第１駆動群の永久磁石電動機３１との間の３相交流回路と、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路とを投入・開放する。
【００５９】
第２駆動群の３極開閉器４５の３個の接触子は、第２駆動群のインバータ４２と第２駆動群の永久磁石電動機４１との間の３相交流回路のうちの２相に各１個ずつと、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路に１個設置してあり、第２駆動群のインバータ４２と第２駆動群の永久磁石電動機４１との間の３相交流回路と、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路とを投入・開放する。
【００６０】
充電回路抵抗器１１と充電用開閉器１０の接触子とは変圧器２次巻線５の２つの相の両方に設けられており、充電用開閉器１０は２つの接触子を有する２極の開閉器で構成されている。
【００６１】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、コンバータ１２を起動する前に平滑コンデンサ１４を充電する場合は、まず充電用開閉器１０が投入（オン）され、コンバータ１２が内蔵しているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙの逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器１１で制限された電流によって平滑コンデンサ１４を充電する。平滑コンデンサ１４の充電が完了した後に充電用開閉器１０が開放（オフ）され、第１駆動群の３極開閉器３５と第２駆動群の３極開閉器４５が投入（オン）され、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路と、第１駆動群のインバータ３２と第１駆動群の永久磁石電動機３１との間の回路と、第２駆動群のインバータ４２と第２駆動群の永久磁石電動機４１との間の回路が接続される。
【００６２】
図６は、図５に示した鉄道車両駆動制御装置の開閉器を投入・開放するための制御部と制御回路の構成を示した図である。図６において、１０９は交流電流検出器９の検出値にあたる出力信号、１１５は電圧検出器１５の検出値にあたる出力信号、１３４Ｕ〜１３４Ｗは第１駆動群の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗの検出値にあたる出力信号、１４４Ｕ〜１４４Ｗは第２駆動群の電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗの検出値にあたる出力信号である。尚、図６において、図２、図３１と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００６３】
制御部１０３には、交流電流検出器９の出力信号１０９と、電圧検出器１５の出力信号１１５と、第１駆動群の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗの出力信号１３４Ｕ〜１３４Ｗと、第２駆動群の電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗの出力信号１４４Ｕ〜１４４Ｗとが入力され、充電用開閉器１０の投入と開放をおこなう充電用開閉器投入指令信号１０３ａと、第１駆動群の３極開閉器３５の投入と開放をおこなう第１駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｄと、第２駆動群の３極開閉器４５の投入と開放をおこなう第２駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｅとを出力する。
【００６４】
継電器１０４ａは充電用開閉器１０の駆動操作コイル１１０に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの充電用開閉器投入指令信号１０３ａによって投入（オン）される。継電器１０４ｄは第１駆動群の３極開閉器３５の駆動操作コイル１３５に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第１駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｄによって投入（オン）される。継電器１０４ｅは第２駆動群の３極開閉器４５の駆動操作コイル１４５に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第２駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｅによって投入（オン）される。
【００６５】
この制御部１０３は、コンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２の故障又は第２駆動群のインバータ４２の故障を検出した場合には、第１駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｄと第２駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｅとがオフとなり、第１駆動群の３極開閉器３５及び第２駆動群の３極開閉器４５を開放（オフ）して電源である変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路を開放するとともに第１駆動群のインバータ３２と第１駆動群の永久磁石電動機３１との間の回路、又は第２駆動群のインバータ４２と第２駆動群の永久磁石電動機４１との間の回路を開放する。このとき、充電用開閉器投入指令信号１０３ａもオフ状態が保持され充電用開閉器１０が開放状態に保持される。
【００６６】
上で述べたコンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２又は第２駆動群のインバータ４２の故障とは、コンバータ１２に内蔵されているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙや、第１駆動群のインバータ３２と第２駆動群のインバータ４２に内蔵されているスイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚが破損し、又はスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙ、２３Ｕ〜２３Ｚそれぞれをオン・オフ動作させるための回路が破損して、コンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２又は第２駆動群のインバータ４２が起動できない状態（動作できない状態）の意味である。コンバータ１２の故障検出方法については、例えば、コンバータ１２の変圧器２次巻線５側の交流回路の電流を交流電流検出器９で監視し、異常値を示した場合にコンバータ１２の故障と判断する方法を採用する。また第１駆動群のインバータ３２の故障検出方法については、例えば、第１駆動群のインバータ３２の出力電流を第１駆動群の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗで監視し、異常値を示した場合に第１駆動群のインバータ３２の故障と判断する方法を採用する。また第２駆動群のインバータ４２の故障検出方法については、例えば、第２駆動群のインバータ４２の出力電流を第２駆動群の電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗで監視し、異常値を示した場合に第２駆動群のインバータ４２の故障と判断する方法を採用する。あるいはまた、コンバータ１２と第１駆動群のインバータ３２と第２駆動群のインバータ４２との間の直流回路の直流電圧を電圧検出器１５で監視し、異常値を示した場合にコンバータ１２と第１駆動群のインバータ３２と第２駆動群のインバータ４２との故障と判断する方法を採用する。
【００６７】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、鉄道車両駆動制御装置が有する複数の制御群のうちの１つの駆動群のインバータ３２、４２又は両群に共通のコンバータ１２が故障した状態では、該当するインバータ３２、４２又はコンバータ１２を含む回路を永久磁石電動機３１、４１と交流電源（架線）１から切り離すことによって、回送時に故障して停止しているインバータ３１、４１又はコンバータ１２が永久磁石電動機３１、４１の誘起電圧により損傷を受けないように保護しながら、健全な残りの駆動群によって永久磁石電動機３１、４１を駆動して当該鉄道車両の運転を継続したり、又は必要な場所まで回送運転することが可能となる。
【００６８】
また、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路の交流開閉器と、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路の３極開閉器２５を別々に設ける場合に比較して、交流回路開閉器とその制御回路である継電器が不要になり、鉄道車両駆動制御装置の構成部品の削減及びそれにともなう装置の外形の小型化と重量の軽量化が可能になる。
【００６９】
尚、図５に示した鉄道車両駆動制御装置では、３極開閉器３５、４５の接触子は、インバータ３２、４２と永久磁石電動機３１、４１との間の３相交流回路の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗ、４４Ｕ〜４４Ｗと永久磁石電動機３１、４１との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機３１、４１の誘起電圧によって故障したコンバータ１２又はインバータ３２、４２に流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータ３２、４２と電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗ、４４Ｕ〜４４Ｗとの間に設けても良い。また、図５に示した鉄道車両駆動制御装置において、交流電流検出器９は変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路の電流を検出するためのものであるから、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路のどちら側の相に設けても良い。
【００７０】
（第５の実施の形態）図７は、本発明の第５の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図である。本実施の形態の場合、図５と図６に示した第４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と比べて充電回路抵抗器１１を無くし、代わりに、変圧器３次巻線６と充電回路昇圧変圧器１６と充電用整流回路１７を設け、また充電用開閉器１０を変圧器３次巻線６と充電回路昇圧変圧器１６との間に設けた構成を特徴としている。尚、その他の構成要素とその動作については、図５と図６に示した第４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様であり、図７において、図１、図３、図４、図５、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００７１】
変圧器３次巻線６は変圧器２次巻線５よりも小さい電圧を出力する巻線である。充電回路昇圧変圧器１６は、変圧器３次巻線６の交流電圧を昇圧するためのものである。充電用整流回路１７は、充電回路昇圧変圧器１６の出力を整流してコンバータ１２と第１駆動群のインバータ３２と第２駆動群のインバータ４２との間の直流回路に直流電圧を供給するためのものである。
【００７２】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、コンバータ１２を起動する前に平滑コンデンサ１４を充電する場合、充電用開閉器１０を投入（オン）して変圧器３次巻線６と充電回路昇圧変圧器１６とを接続することにより、充電用整流回路１７を経て平滑コンデンサ１４が充電される。そして平滑コンデンサ１４の充電が完了後、充電用開閉器１０を開放（オフ）して、第１駆動群の３極開閉器３５と第２駆動群の３極開閉器４５を投入（オン）する。
【００７３】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、充電用開閉器１０は変圧器３次巻線６と接続された電圧の低い回路に設けられており、充電用開閉器１０が低電圧用の簡易な開閉器で構成することが可能になる。また、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路の交流開閉器と、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路の３極開閉器２５とを別々に設ける場合に比較して、交流回路開閉器とその制御回路である継電器が不要になり、鉄道車両駆動制御装置の構成部品の削減及びそれにともなう装置の外形の小型化と重量の軽量化が可能になる。
【００７４】
尚、図７に示した鉄道車両駆動制御装置では、３極開閉器３５、４５の接触子は、インバータ３２、４２と永久磁石電動機３１、４１との間の３相交流回路の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗ、４４Ｕ〜４４Ｗと永久磁石電動機３１、４１との間に設けているが、この接触子は、故障したコンバータ１２又はインバータ３２、４２に永久磁石電動機３１、４１の誘起電圧によって流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータ３２、４２と電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗ、４４Ｕ〜４４Ｗとの間に設けても良い。また、図７に示した鉄道車両駆動制御装置において、交流電流検出器９は、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路の電流を検出するためのものであるから、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路のどちら側の相に設けても良い。
【００７５】
（第６の実施の形態）次に、本発明の第６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図８と図９を用いて説明する。図８に示す鉄道車両駆動制御装置は、交流電流検出器９と充電用開閉器１０と充電回路抵抗器１１とコンバータ１２と平滑コンデンサ１４と電圧検出器１５と永久磁石電動機２１とインバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと３極開閉器２５を組み合わせて、図１に示した鉄道車両駆動制御装置と同様な構成として、これを１単位の制御群として構成し、この制御群を２組有している構成を特徴としている。以下、それぞれの制御群を第１制御群５１及び第２制御群５２として呼称して説明する。変圧器は２次巻線を２組有しており、第１制御群５１の回路は変圧器２次巻線５Ａに接続されている。第２制御群５２の回路は変圧器２次巻線５Ｂに接続されている。尚、図８において、図１、図３、図４、図５、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００７６】
図９は、図８に示した鉄道車両駆動制御装置の開閉器を投入・開放するための制御部１０３と制御回路の構成を示した図である。この図９において、図２、図６、図８、図３１と同一の要素には同一の符号を用いて表している。制御部１０３は、第１制御群５１と第２制御群５２からそれぞれ、交流電流検出器９の検出値にあたる出力信号１０９、電圧検出器１５の検出値にあたる出力信号１１５、電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗの検出値にあたる出力信号１２４Ｕ〜１２４Ｗが入力され、また、第１制御群５１と第２制御群５２それぞれに対して、充電用開閉器１０の駆動操作コイル１１０に電源を供給する制御回路の継電器１０４ａを投入（オン）する充電用開閉器投入指令信号１０３ａと、３極開閉器２５の駆動操作コイル１２５に電源を供給する制御回路の継電器１０４ｃを投入（オン）する３極開閉器投入指令信号１０３ｃとを出力する。尚、図９では、本実施の形態の動作を理解しやすくするために、制御部１０３へ入力及び制御部１０３から出力される信号として、本発明に関係する信号のみを記載している。
【００７７】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、制御部１０３が第１制御群５１のコンバータ１２又は第１制御群のインバータ２２の故障を検出した場合には、第１制御群３極開閉器投入指令信号１０３ｃがオフとなり、第１制御群５１の３極開閉器２５を開放（オフ）して電源である第１制御群変圧器２次巻線５Ａと第１制御群のコンバータ１２との間の回路を開放するとともに第１制御群５１のインバータ２２と第１制御群５１の永久磁石電動機２１との間の回路を開放する。このとき、第１制御群５１の充電用開閉器投入指令信号もオフ状態が保持され第１制御群５１の充電用開閉器１０が開放状態に保持される。これにより、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む第１制御群５１を第１群変圧器２次巻線５Ａ及び第１制御群５１の永久磁石電動機２１から切り離して、永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障した第１制御群５１のコンバータ１２又は第１制御群５１のインバータ２２に流れ込む電流を防止して損傷を拡大しないように保護しながら、残りの健全な第２制御群５２の永久磁石電動機２１によって列車（鉄道車両）の運転を継続することができる。
【００７８】
他方、制御部１０３が第２制御群５２のコンバータ１２又は第２制御群５２のインバータ２２の故障を検出した場合には、第２制御群５２の３極開閉器投入指令信号１０３ｃがオフとなり、第２制御群５２の３極開閉器２５を開放（オフ）して電源である第２制御群５２の変圧器２次巻線５Ｂとコンバータ１２との間の回路を開放するとともに第２制御群５２のインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路を開放する。このとき、第２制御群５２の充電用開閉器投入指令信号１０３ａもオフ状態が保持され第２制御群５２の充電用開閉器１０が開放状態に保持される。これにより、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む第２制御群５２を第２制御群５２の変圧器２次巻線５Ｂ及び永久磁石電動機２１から切り離して、永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障した第２制御群５２のコンバータ１２又はインバータ２２に流れ込む電流を防止して損傷を拡大しないように保護しながら、残りの健全な第１制御群５１の永久磁石電動機２１によって列車（鉄道車両）の運転を継続することができる。
【００７９】
尚、図９では制御部１０３は複数の制御群に対して制御部１０３が１つである例を記載しているが、制御部１０３を第１制御群５１に関係する入出力信号を有する第１制御群制御部と、第２制御群５２に関係する入出力信号を有する第２制御群制御部とに分割して設けた構成としても良い。さらに、図８に示した鉄道車両駆動制御装置では、複数の制御群５１、５２それぞれの３極開閉器２５の接触子は、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと永久磁石電動機２１との間に設けているが、この接触子は故障したコンバータ１２又はインバータ２２に永久磁石電動機２１の誘起電圧によって流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗとの間に設けても良い。
【００８０】
また、図８に示した鉄道車両駆動制御装置では、交流電流検出器９と充電用開閉器１０と充電回路抵抗器１１とコンバータ１２と平滑コンデンサ１４と電圧検出器１５と永久磁石電動機２１とインバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと３極開閉器２５を組み合わせて第１の実施の形態に示した鉄道車両駆動制御装置と同様な構成として、これを１単位の制御群として構成したが、この制御群の充電用開閉器１０の構成と動作を第２の実施の形態に示した鉄道車両駆動制御装置と同様にしてもよい。
【００８１】
また、図８に示した鉄道車両駆動制御装置の第１制御群５１と第２制御群５２のそれぞれ内部構成を、図５に示した第４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様に、交流電流検出器９と充電用開閉器１０と充電回路抵抗器１１とコンバータ１２と平滑コンデンサ１４と電圧検出器１５と第１駆動群５１の永久磁石電動機３１、インバータ３２、電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗ及び３極開閉器３５と、第２駆動群の永久磁石電動機４１、インバータ４２、電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗ及び３極開閉器４５を組み合わせた構成としてもよい。
【００８２】
そしてその場合には、図９に示した制御部１０３と制御回路の構成において、制御部１０３へ、電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗの検出値にあたる出力信号１２４Ｕ〜１２４Ｗに代えて、第１制御群５１と第２制御群５２それぞれから、第１駆動群の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗの検出値にあたる出力信号１３４Ｕ〜１３４Ｗと、第２駆動群の電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗの検出値にあたる出力信号１４４Ｕ〜１４４Ｗが入力され、また、３極開閉器２５の駆動操作コイル１２５に電源を供給する制御回路の継電器１０４ｃと３極開閉器投入指令信号１０３ｃに代えて、制御部１０３から第１制御群５１と第２制御群５２それぞれに対して、第１駆動群の３極開閉器３５の駆動操作コイル１３５に電源を供給する制御回路の継電器と、第２駆動群の３極開閉器４５の駆動操作コイル１４５に電源を供給する制御回路の継電器を設け、第１駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｄと第２駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｅを出力することになる。
【００８３】
さらに、図８と図９に示した第６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、１台の鉄道車両駆動制御装置が駆動制御を行なう永久磁石電動機の数を２台の構成として示しているが、永久磁石電動機の数を２台から３台や４台に増やした場合は、図８と図９の構成にさらに制御群として第３制御群、第４制御群と第３の変圧器２次巻線と第４の変圧器２次巻線を追加した構成となる。これは制御群の数が増加したのみで、本発明の実施の形態における各部の動作は同様である。
【００８４】
（第７の実施の形態）次に、本発明の第７の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図１０を用いて説明する。図１０に示す鉄道車両駆動制御装置は、交流電流検出器９とコンバータ１２と平滑コンデンサ１４と電圧検出器１５と永久磁石電動機２１とインバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと３極開閉器２５と充電用開閉器１０と充電回路昇圧変圧器１６と充電用整流回路１７を組み合わせて、図４に示した鉄道車両駆動制御装置と同様な構成として、これを１単位の制御群として構成し、この制御群を２組有する構成を特徴としている。尚、図１０において、図１、図３〜図５、図７、図８、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００８５】
図１０の鉄道車両駆動制御装置では、変圧器は２個の変圧器２次巻線５Ａ、５Ｂと１個の変圧器３次巻線６を有しており、第１制御群５１のコンバータ１２は３極開閉器２５を介して変圧器２次巻線５Ａに接続され、第２制御群５２のコンバータ１２は３極開閉器２５を変圧器２次巻線５Ｂに接続されている。また、第１制御群５１の充電用開閉器１０と第２制御群５２の充電用開閉器１０は変圧器３次巻線６に接続されている。
【００８６】
上記構成の第７の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置において、開閉器を投入・開放するための制御部１０３と制御回路の構成と動作は図９と同様である。すなわち、制御部１０３が第１制御群５１のコンバータ１２又はインバータ２２の故障を検出した場合には、第１制御群５１の３極開閉器投入指令信号１０３ｃがオフとなり、第１制御群５１の３極開閉器２５を開放（オフ）して電源である第１制御群５１の変圧器２次巻線５Ａとコンバータ１２との間の回路を開放するとともに第１制御群５１のインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路を開放する。このとき、第１制御群５１の充電用開閉器投入指令信号１０３ａもオフ状態が保持され第１制御群５１の充電用開閉器１０が開放状態に保持される。
【００８７】
他方、制御部１０３が第２制御群５２のコンバータ１２又はインバータ２２の故障を検出した場合には、第２制御群５２の３極開閉器投入指令信号１０３ｃがオフとなり、第２制御群５２の３極開閉器２５を開放（オフ）して電源である変圧器２次巻線５Ｂとコンバータ１２との間の回路を開放するとともに第２制御群５２のインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路を開放する。このとき、第２制御群５２の充電用開閉器投入指令信号１０３ａもオフ状態が保持され第２制御群５２の充電用開閉器１０が開放状態に保持される。
【００８８】
これにより、本実施の形態に記載の鉄道車両駆動制御装置では、第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の奏する効果に加えて、第１制御群５１内のコンバータ１２又はインバータ２２が故障しても、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む第１制御群５１を変圧器２次巻線５Ａ及び永久磁石電動機２１と変圧器３次巻線６から切り離して、永久磁石電動機２１から故障した第１制御群５１のコンバータ１２又はインバータ２２に永久磁石電動機２１の誘起電圧によって流れ込む電流を防止して損傷を拡大しないように保護しながら、残りの健全な第２制御群５２の永久磁石電動機２１によって列車（鉄道車両）の運転を継続し、あるいは逆に、第２制御群５２内のコンバータ１２又はインバータ２２が故障しても、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む第２制御群５２を変圧器２次巻線５Ｂ及び永久磁石電動機２１と変圧器３次巻線６から切り離して、永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障した第２制御群のコンバータ１２又は第２制御群のインバータ２２に流れ込む電流を防止して損傷を拡大しないように保護しながら、残りの健全な第１制御群５１の永久磁石電動機２１によって列車（鉄道車両）の運転を継続することができる。
【００８９】
尚、図１０に示した鉄道車両駆動制御装置でも、３極開閉器２５の接触子は、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと永久磁石電動機２１との間に設けているが、この接触子は故障したコンバータ１２又はインバータ２２に永久磁石電動機２１の誘起電圧によって流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗとの間に設けても良い。
【００９０】
また、本実施の形態でも、第１制御群５１と第２制御群５２との内部の構成を図４に示した第３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様な構成として、これを１単位の制御群として構成したが、この第１制御群５１と第２制御群５２の永久磁石電動機とインバータと電流検出器と３極開閉器の構成を、図７に示した第５の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様に、第１駆動群の永久磁石電動機３１とインバータ３２と電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗと３極開閉器３５と、第２駆動群の永久磁石電動機４１とインバータ４２と電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗと３極開閉器４５を組み合わせた構成にしてもよい。そしてその場合には、図１０に示した制御部１０３と制御回路の構成は、制御部１０３へ、電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗの検出値にあたる出力信号１２４Ｕ〜１２４Ｗに代えて、第１制御群５１と第２制御群５２それぞれから、第１駆動群の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗの検出値にあたる出力信号１３４Ｕ〜１３４Ｗと第２駆動群の電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗの検出値にあたる出力信号１４４Ｕ〜１４４Ｗが入力され、また、３極開閉器２５の駆動操作コイル１２５に電源を供給する制御回路の継電器１０４ｃと３極開閉器投入指令信号１０３ｃに代えて、制御部１０３から、第１制御群５１と第２制御群５２それぞれに対して、第１駆動群の３極開閉器３５の駆動操作コイル１３５に電源を供給する制御回路の継電器と、第２駆動群の３極開閉器４５の駆動操作コイル１４５に電源を供給する制御回路の継電器とを設け、第１駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｃと第２駆動群３極開閉器投入指令信号１０３ｃを出力することになる。
【００９１】
さらに、図１０に示した本発明の第７の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、１台の鉄道車両駆動制御装置が駆動制御を行なう永久磁石電動機の数を２台の構成として示しているが、永久磁石電動機の数を２台から３台や４台に増やした場合は、図１０の構成にさらに制御群として第３制御群、第４制御群を追加し、また第３の変圧器２次巻線と第４の変圧器２次巻線を追加する構成となる。これは制御群の数が増加したのみで、本実施の形態における各部の動作は同様である。
【００９２】
（第８の実施の形態）本発明の第８の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図１１と図１２を用いて説明する。図１１に示した鉄道車両駆動制御装置は、図５に示した本発明の第４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様に、インバータと永久磁石電動機と電流検出器を組み合わせて１単位の駆動群として構成しており、コンバータ１２が１台に対してこの駆動群を２組有した構成であるが、開閉器の構成が図５と異なっている。
【００９３】
図１１において、３１は第１駆動群の永久磁石電動機、３２は第１駆動群のインバータ、３４Ｕ〜３４Ｗは第１駆動群の電流検出器、４１は第２駆動群の永久磁石電動機、４２は第２駆動群のインバータ、４４Ｕ〜４４Ｗは第２駆動群の電流検出器、１８は交流回路開閉器、２８Ｕは第１の２極開閉器（回路を投入・開放するための接触子を２個有した開閉器）、２８Ｖは第２の２極開閉器、２８Ｗは第３の２極開閉器である。尚、図１１において、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。１８は交流回路開閉器である。
【００９４】
第１の２極開閉器２８Ｕは、接触子を第１駆動群のインバータ３２と永久磁石電動機３１との間のＵ相回路と、第２駆動群のインバータ４２と永久磁石電動機４１との間のＵ相回路に設けている。第２の２極開閉器２８Ｖは、接触子を第１駆動群のインバータ３２と永久磁石電動機３１との間のＶ相回路と、第２駆動群のインバータ４２と永久磁石電動機４１との間のＶ相回路に設けている。第３の２極開閉器２８Ｗは、接触子を第１駆動群のインバータ３２と永久磁石電動機３１との間のＷ相回路と、第２駆動群のインバータ４２と永久磁石電動機４１との間のＷ相回路に設けている。その他の構成要素は、図５に示した鉄道車両駆動制御装置と同様である。
【００９５】
図１２は、図１１に示した鉄道車両駆動制御装置の開閉器を投入・開放するための制御部１０３と制御回路の構成を示した図である。図１２において、１０９は交流電流検出器９の検出値にあたる出力信号、１１５は電圧検出器１５の検出値にあたる出力信号、１３４Ｕ〜１３４Ｗは第１駆動群の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗの検出値にあたる出力信号、１４４Ｕ〜１４４Ｗは第２駆動群の電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗの検出値にあたる出力信号である。制御部１０３は、交流電流検出器９の出力信号１０９と、電圧検出器１５の出力信号１１５と、第１駆動群の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗの出力信号１３４Ｕ〜１３４Ｗと、第２駆動群の電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗの出力信号１４４Ｕ〜１４４Ｗとを入力し、充電用開閉器１０の投入と開放をおこなう充電用開閉器投入指令信号１０３ａと、交流回路開閉器１８の投入と開放をおこなう交流回路開閉器投入指令信号１０３ｂと、第１の２極開閉器２８Ｕの投入と開放をおこなう第１の２極開閉器投入指令信号１０３ｆと、第２の２極開閉器２８Ｖの投入と開放をおこなう第２の２極開閉器投入指令信号１０３ｇと、第３の２極開閉器２８Ｗの投入と開放をおこなう第３の２極開閉器投入指令信号１０３ｈを出力する。
【００９６】
継電器１０４ａは、充電用開閉器１０の駆動操作コイル１１０に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの充電用開閉器投入指令信号１０３ａによって投入（オン）される。継電器１０４ｂは、交流回路開閉器１８の駆動操作コイル１１８に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの交流回路開閉器投入指令信号１０３ｂによって投入（オン）される。継電器１０４ｆは、第１の２極開閉器２８Ｕの駆動操作コイル１２８Ｕに電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第１の２極開閉器投入指令信号１０３ｆによって投入（オン）される。継電器１０４ｇは、第２の２極開閉器２８Ｖの駆動操作コイル１２８Ｖに電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第２の２極開閉器投入指令信号１０３ｇによって投入（オン）される。継電器１０４ｈは、第３の２極開閉器２８Ｗの駆動操作コイル１２８Ｗに電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第３の２極開閉器投入指令信号１０３ｇによって投入（オン）される。
【００９７】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、制御部１０３がコンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２の故障又は第２駆動群のインバータ４２の故障を検出した場合には、交流回路開閉器投入指令信号１０３ｂと第１の２極開閉器投入指令信号１０３ｆと第２の２極開閉器投入指令信号１０３ｇと第３の２極開閉器投入指令信号１０３ｈがオフとなり、交流回路開閉器１８と第１の２極開閉器２８Ｕと第２の２極開閉器２８Ｖ及び第３の２極開閉器２８Ｗを開放（オフ）して電源である変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路を開放するとともに第１駆動群のインバータ３２と永久磁石電動機３１との間の回路と第２駆動群のインバータ４２と永久磁石電動機４１との間の回路とを開放する。このとき、充電用開閉器投入指令信号１０３ａもオフ状態が保持され充電用開閉器１０が開放状態に保持される。
【００９８】
図１１と図１２に示した第８の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の特徴は、第１駆動群のインバータ３２と永久磁石電動機３１との間の３相交流回路の開閉器と第２駆動群のインバータ４２と永久磁石電動機４１との間の３相交流回路の開閉器とを、独立した３台の２極開閉器２８Ｕ〜２８Ｗで構成したことにある。この構成により、制御部１０３が３台の２極開閉器２８Ｕ〜２８Ｗを開放するとき、万一いずれか１台の２極開閉器又は２極開閉器を駆動する制御回路が故障して２極開閉器の接触子が固渋（接触器をオフできない状態）した場合にも、残りの２台の２極開閉器が開放されることでインバータと永久磁石電動機との間の回路を切り離すことができる。ここで、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の接触子は、故障したインバータ又はコンバータへ永久磁石電動機の誘起電圧によって流れる電流を防止するためのものであるから、３相のうちのいずれか２相を接触子で開放することでこの電流を防止することができる。
【００９９】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、コンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２又は第２駆動群のインバータ４２が故障した場合に、故障したコンバータ１２と第１駆動群のインバータ３２と第２駆動群のインバータ４２を含む回路を変圧器２次巻線５から切り離して交流電源１からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を開放し、永久磁石電動機の誘起電圧によって永久磁石電動機から故障したインバータ又はコンバータに流れ込む電流を防止し、回送時に停止しているコンバータ又はインバータに永久磁石電動機の誘起電圧によって電流が流れ込んで損傷が拡大することがないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【０１００】
さらに、コンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２又は第２駆動群のインバータ４２が故障し、かつ、２組のインバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の３台のうちのいずれかの２極開閉器が固渋した場合でも、残りの２台の２極開閉器を開放することによって、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ又はインバータに永久磁石電動機の誘起電圧によって電流が流れ込んで損傷が拡大することがないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。
【０１０１】
尚、図１１に示した鉄道車両駆動制御装置では、３台の２極開閉器の接触子は、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の電流検出器と永久磁石電動機との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機の誘起電圧によって永久磁石電動機から故障したコンバータ又はインバータに流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータと電流検出器との間に設けても良い。
【０１０２】
また、図１１に示した鉄道車両駆動制御装置では、コンバータ１２が１台に対してインバータと電流検出器と永久磁石電動機の組合せである駆動群を２組で構成した例として示したが、駆動群の数が３組に増加した場合は、図１１の構成要素に加えて別のインバータと電流検出器と永久磁石電動機の組合せである第３駆動群を追加し、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の開閉器として、３極開閉器（回路を投入・開放する接触子を３個有する開閉器）を３台設けて構成することになる。これは駆動群の数と、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の開閉器の接触子の数が増加したのみで、本発明の実施の形態における各部の動作は同様である。同様に、コンバータ１２が１台に対してインバータと電流検出器と永久磁石電動機の組合せである駆動群の数がｍ組に増加した場合は、図１１の構成要素に加えて第３駆動群から第ｍ駆動群を追加し、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の開閉器としてｍ極開閉器（回路を投入・開放する接触子をｍ個有する開閉器）を３台設けて構成することになる。
【０１０３】
（第９の実施の形態）図１３は本発明の第９の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示したもので、図１１に示した第８の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置とは充電用開閉器１０の構成が異なっており、充電用開閉器１０は図１１では充電回路抵抗器１１と直列に構成しているのに対して、本実施の形態では変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路のうち充電回路抵抗器１１を設けた相と反対側の相に設けている。尚、図１３において、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図１１、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。
【０１０４】
図１３に示す鉄道車両駆動制御装置では、コンバータ１２を起動する前に充電用開閉器１０が投入（オン）され、コンバータ１２が内蔵しているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙの逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器１１で制限された電流によって平滑コンデンサ１４を充電する。平滑コンデンサ１４の充電が完了した後に交流回路開閉器１８が投入（オン）され、このとき充電用開閉器１０も投入（オン）のままとなり、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路が接続される。その他の構成要素と動作は、図１１と図１２に示した本発明の第８の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。
【０１０５】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、コンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２と第２駆動群のインバータ４２が故障した場合に、コンバータ１２と第１駆動群のインバータ３２と第２駆動群のインバータ４２を含む回路を変圧器２次巻線５及び第１駆動群の永久磁石電動機３１と第２駆動群の永久磁石電動機４１とから切り離して、交流電源からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を開放して永久磁石電動機の誘起電圧によって永久磁石電動機から故障したインバータ又はコンバータに流れ込む電流を防止し、回送時に停止しているコンバータ又はインバータが永久磁石電動機の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【０１０６】
さらに、コンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２又は第２駆動群のインバータ４２が故障し、かつ、２組のインバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の３台のうちのいずれかの２極開閉器が固渋した場合でも、残りの２台の２極開閉器を開放することによって、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ又はインバータが永久磁石電動機の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。
【０１０７】
尚、図１３に示した鉄道車両駆動制御装置では、３台の２極開閉器の接触子は、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の電流検出器と永久磁石電動機との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機の誘起電圧によって、永久磁石電動機から故障したコンバータ又はインバータに流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータと電流検出器との間に設けても良い。
【０１０８】
また、図１３に示した鉄道車両駆動制御装置では、コンバータ１２が１台に対してインバータと電流検出器と永久磁石電動機の組合せである駆動群を２組で構成した例を示したが、駆動群の数が３組に増加した場合は、図１３の構成要素に加えて別のインバータと電流検出器と永久磁石電動機の組合せである第３駆動群を追加し、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の開閉器として３極開閉器（回路を投入・開放する接触子を３個有する開閉器）を３台設けて構成することになる。これは駆動群の数と、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の開閉器の接触子の数が増加したのみで、本発明の実施の形態における各部の動作は同様である。同様に、コンバータ１２が１台に対してインバータと電流検出器と永久磁石電動機の組合せである駆動群の数がｍ組に増加した場合は、図１３の構成要素に加えて第３駆動群から第ｍ駆動群を追加し、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の開閉器を、ｍ極開閉器（回路を投入・開放する接触子をｍ個有する開閉器）を３台設けて構成することになる。
【０１０９】
（第１０の実施の形態）図１４は本発明の第１０の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置を示す図である。本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置は、図１１に示した本発明の第８の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置とはコンバータ１２を起動する前に平滑コンデンサ１４へ充電する充電回路の構成が異なっており、図４に示した本発明の第３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様に、充電回路抵抗器１１が無く、変圧器３次巻線６と、充電用開閉器１０と、充電回路昇圧変圧器１６と、充電用整流回路１７とで構成している。その他の構成要素と動作については、図１１と図１２に示した本発明の第８の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。尚、図１４において、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図１１、図１３、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。
【０１１０】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、コンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２又は第２駆動群のインバータ４２が故障した場合に、故障したコンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２と第２駆動群のインバータ４２を含む回路を変圧器２次巻線５及び第１駆動群の永久磁石電動機３１と第２駆動群の永久磁石電動機３２とから切り離して、交流電源からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を開放して永久磁石電動機の誘起電圧によって永久磁石電動機から故障したインバータ又はコンバータに流れ込む電流を防止し、回送時に停止しているコンバータ又はインバータが永久磁石電動機の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【０１１１】
さらに、コンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２又は第２駆動群のインバータ４２が故障し、かつ、２組のインバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の３台のうちのいずれかの２極開閉器が固渋した場合でも、残りの２台の２極開閉器を開放することによって、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ又はインバータが永久磁石電動機の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。
【０１１２】
尚、図１４に示した鉄道車両駆動制御装置では、３台の２極開閉器の接触子は、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の電流検出器と永久磁石電動機との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機の誘起電圧によって、永久磁石電動機から故障したコンバータ又はインバータに流れ込む電流を切り離すためのものであるから、インバータと電流検出器との間に設けても良い。
【０１１３】
また、図１４に示した鉄道車両駆動制御装置では、コンバータ１２が１台に対してインバータと電流検出器と永久磁石電動機の組合せである駆動群を２組で構成した例を示したが、駆動群の数が３組に増加した場合は、図１４の構成要素に加えて別のインバータと電流検出器と永久磁石電動機の組合せである第３駆動群を追加し、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の開閉器として３極開閉器（回路を投入・開放する接触子を３個有する開閉器）を３台設けて構成することになる。これは駆動群の数と、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の開閉器の接触子の数が増加したのみで、本発明の実施の形態における各部の動作は同様である。同様に、コンバータ１２が１台に対してインバータと電流検出器と永久磁石電動機の組合せである駆動群の数がｍ組に増加した場合は、図１４の構成要素に加えて第３駆動群から第ｍ駆動群までを追加し、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路の開閉器を、ｍ極開閉器（回路を投入・開放する接触子をｍ個有する開閉器）を３台設けて構成することになる。
【０１１４】
（第１１の実施の形態）本発明の第１１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図１５と図１６を用いて説明する。図１５において、２６は第１の３極開閉器であり、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路に接触子を２個設け、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路に充電回路抵抗器１１を介してコンバータ１２に変圧器２次巻線５の電圧を印加するように接触子を設けている。２７は第２の３極開閉器であり、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路に接触子を２個設け、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路に充電回路抵抗器１１を短絡するように接触子を設けている。尚、図１５において、その他の構成要素については、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図１１、図１３、図１４、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。
【０１１５】
図１６は、図１５に示した鉄道車両駆動制御装置の開閉器を投入・開放するための制御部と制御回路の構成を示した図である。尚、図１６において、図２、図６、図９、図１２、図３１と同一の要素には同一の符号を用いて示している。制御部１０３は、交流電流検出器９の出力信号１０９と、電圧検出器１５の出力信号１１５と、電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗの出力信号１２４Ｕ〜１２４Ｗが入力され、第１の３極開閉器２６の投入と開放をおこなう第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｉと、第２の３極開閉器２７の投入と開放をおこなう第２の３極開閉器投入指令信号１０３ｊとを出力する。尚、図１６では、本発明の実施の形態の動作を理解しやすくするために、制御部１０３への入力信号及び制御部１０３からの出力信号として、本発明に関係する信号のみを記載している。
【０１１６】
継電器１０４ｉは、第１の３極開閉器２６の駆動操作コイル１２６に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｉによって投入（オン）される。継電器１０４ｊは、第１の３極開閉器２６の駆動操作コイル１２６に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｊによって投入（オン）される。
【０１１７】
制御部１０３は、コンバータ１２を起動する前に平滑コンデンサ１４を充電する場合、まず第１の３極開閉器２６を投入して、充電回路抵抗器１１を介して変圧器２次巻線５からコンバータ１２が内蔵しているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙの逆並列ダイオードを介して平滑コンデンサ１４を充電する。平滑コンデンサ１４の充電が完了後、第２の３極開閉器２７を投入して充電回路抵抗器１１を短絡するとともに、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路を接続する。その他の構成要素と動作については、図１に示した本発明の第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。
【０１１８】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、コンバータ１２又はインバータ２２が故障した場合に、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む回路を変圧器２次巻線５及び永久磁石電動機２１から切り離して、交流電源１からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路を開放して永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機から故障したインバータ２２又はコンバータ１２に流れ込む電流を防止し、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【０１１９】
さらに、コンバータ１２又はインバータ２２が故障し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の２台の３極開閉器２６、２７のいずれかが固渋した場合でも、他方の３極開閉器を開放することによってインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧によって損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。また、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路の充電用開閉器と交流回路開閉器を削減でき、鉄道車両駆動制御装置の部品数の削減とこれにともない装置の外形の小型化と重量の軽量化が可能になる。
【０１２０】
（第１２の実施の形態）本発明の第１２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図１７から図１９を用いて説明する。図１７において、２６は第１の３極開閉器であり、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の２相と、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路に充電用開閉器１０と充電回路抵抗器１１からなる充電回路を短絡するように接触子を設けている。２７は第２の３極開閉器であり、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の３相に接触子を設けている。尚、図１７おいて、その他の構成要素については、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図１１、図１３〜図１５、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。
【０１２１】
図１８は、図１７に示した鉄道車両駆動制御装置の開閉器を投入・開放するための制御部と制御回路の構成を示した図である。尚、図１８において、図２、図６、図９、図１２、図１６、図３１と同一の要素には同一の符号を用いて示している。制御部１０３は、交流電流検出器９の出力信号１０９と、電圧検出器１５の出力信号１１５と、電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗの出力信号１２４Ｕ〜１２４Ｗと、第１の３極開閉器２６の連動補助接点２２６の接点信号が入力され、充電用開閉器１０の投入と開放をおこなう充電用開閉器投入指令信号１０３ａと、第１の３極開閉器２６の投入と開放をおこなう第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｉと、第２の３極開閉器２７の投入と開放をおこなう第２の３極開閉器投入指令信号１０３ｊとを出力する。尚、図１８では、本実施の形態の動作を理解しやすくするために、制御部１０３へ入力及び制御部１０３から出力される信号として、本発明に関係する信号のみを記載している。
【０１２２】
継電器１０４ａは、充電用開閉器１０の駆動操作コイル１１０に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの充電用開閉器投入指令信号１０３ａによって投入（オン）される。継電器１０４ｉは、第１の３極開閉器２６の駆動操作コイル１２６に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｉによって投入（オン）される。継電器１０４ｊは、第１の３極開閉器２６の駆動操作コイル１２６に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｊによって投入（オン）される。２２６は第１の３極開閉器２６の連動補助接点であり、第１の３極開閉器の投入・開放状態の信号が制御部１０３に入力される。
【０１２３】
制御部１０３は、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御回路電源が投入された時点で第２の３極開閉器２７を投入（オン）する。又は、交流回路遮断器３が投入されて架線１と変圧器１次巻線４とが接続された時点で第２の３極開閉器２７を投入しても良く、又は、電源投入後の最初にインバータ２２を起動するタイミングで第２の３極開閉器２７を投入しても良い。第２の３極開閉器２７は、一旦投入されると投入状態が保持される。コンバータ１２を起動する前に平滑コンデンサ１４を充電する場合には、制御部１０３は充電用開閉器１０を投入（オン）して充電回路抵抗器１１を介して平滑コンデンサ１４を充電し、充電が完了した後、充電用開閉器１０を開放（オフ）して第１の３極開閉器２６を投入（オン）する。
【０１２４】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、制御部１０３がコンバータ１２又はインバータ２２の故障を検出した場合には、第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｉがオフとなり、第１の３極開閉器２６が開放（オフ）して電源である変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路を開放するとともにインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路を開放する。このとき、充電用開閉器投入指令信号１０３ａもオフ状態が保持され充電用開閉器１０が開放状態に保持される。
【０１２５】
図１９は、本実施の形態における制御部１０３の論理回路図である。第１の３極開閉器２６を開放するとき、制御部１０３は、第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｉをオフしたにもかかわらず第１の３極開閉器２６の連動補助接点２２６の信号が入力している場合には、図１９に示す開閉器固渋検知手段１０５によって第１の３極開閉器２６が固渋したと判断し、第２の３極開閉器２７を開放する。
【０１２６】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、コンバータ１２又はインバータ２２が故障した場合に、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む回路を変圧器２次巻線５及び永久磁石電動機２１から切り離して、交流電源からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路を開放して永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障したインバータ２２又はコンバータ１２に流れ込む電流を防止し、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【０１２７】
さらに、コンバータ１２又はインバータ２２が故障し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の第１の３極開閉器２６が固渋した場合でも、第２の３極開閉器２７を開放することによって、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧によって損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。
【０１２８】
尚、図１７に示した鉄道車両駆動制御装置のインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路において、第１の３極開閉器２６の接触子をインバータ２２側に、また第２の３極開閉器２７の接触子を永久磁石電動機２１側として示しているが、これらの３極開閉器の接触子は、永久磁石電動機２１の誘起電圧によって、故障しているコンバータ１２又はインバータ２２へ電流が流れ込むことを防止するためのものであるから、第１の３極開閉器２６の接触子を永久磁石電動機２１側に、また第２の３極開閉器２７の接触子をインバータ１２側としても良い。また、いずれの３極開閉器の接触子をインバータ１２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗとの間に設けても良い。
【０１２９】
（第１３の実施の形態）図２０は本発明の第１３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置を示す図である。尚、図２０において、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図１１、図１３〜図１５、図１７、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。図１７に示した本発明の第１２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置とは充電用開閉器１０の構成が異なっており、充電用開閉器１０は図１７では充電回路抵抗器１１と直列に構成しているのに対して、図２０の本実施の形態では、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路のうち充電回路抵抗器１１を設けた相と反対側の相に設けている。この充電用開閉器１０は、コンバータ１２を起動する前に投入（オン）され、コンバータ１２が内蔵しているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｙの逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器１１で制限された電流によって平滑コンデンサ１４を充電する。平滑コンデンサ１４の充電が完了した後に第１の３極開閉器２６が投入（オン）され、このとき充電用開閉器１０も投入（オン）のままとなり、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路が接続される。その他の構成要素と動作及び本発明の効果については、図１７〜図１９に示した鉄道車両駆動制御装置と同様である。
【０１３０】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、コンバータ１２又はインバータ２２が故障した場合に、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む回路を変圧器２次巻線５及び永久磁石電動機２１から切り離して、交流電源からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路を開放して永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機から故障したインバータ２２又はコンバータ１２に流れ込む電流を防止し、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【０１３１】
さらに、コンバータ１２又はインバータ２２が故障し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の第１の３極開閉器２６が固渋した場合でも、第２の３極開閉器２７を開放することによって、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧によって損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。
【０１３２】
尚、図２０に示した鉄道車両駆動制御装置のインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路において、第１の３極開閉器２６の接触子をインバータ２２側に、また第２の３極開閉器２７の接触子を永久磁石電動機２１側として示しているが、これらの３極開閉器の接触子は、永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障しているコンバータ１２又はインバータ２２へ電流が流れ込むことを防止するためのものであるから、第１の３極開閉器２６の接触子を永久磁石電動機２１側に、また第２の３極開閉器２７の接触子をインバータ１２側としても良い。また、どちらの３極開閉器の接触子をもインバータ１２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗとの間に設けても良い。
【０１３３】
（第１４の実施の形態）図２１は本発明の第１４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置を示す図である。尚、図２１において、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図１１、図１３〜図１５、図１７、図２０、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。本実施の形態の構成は、図１７に示した第１２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置とは、コンバータ１２を起動する前に平滑コンデンサ１４へ充電する充電回路の構成だけが異なっている。本実施の形態の場合、図４に示した第３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様に充電回路抵抗器１１が無く、変圧器３次巻線６と、充電用開閉器１０と、充電回路昇圧変圧器１６と、充電用整流回路１７とで充電回路を構成している。その他の構成要素と動作については、図１７〜図１９に示した鉄道車両駆動制御装置と同様である。
【０１３４】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、コンバータ１２又はインバータ２２が故障した場合に、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む回路を変圧器２次巻線５及び永久磁石電動機２１から切り離して、交流電源からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を開放して永久磁石電動機の誘起電圧によって永久磁石電動機から故障したインバータ２２又はコンバータ１２に流れ込む電流を防止し、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【０１３５】
さらに、コンバータ１２又はインバータ２２が故障し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の第１の３極開閉器２６が固渋した場合でも、第２の３極開閉器２７を開放することによって、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧によって損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。
【０１３６】
尚、図２１に示した鉄道車両駆動制御装置のインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路において、第１の３極開閉器２６の接触子をインバータ２２側に、また第２の３極開閉器２７の接触子を永久磁石電動機２１側として示しているが、これらの３極開閉器の接触子は、永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障しているコンバータ１２又はインバータ２２へ電流が流れ込むことを防止するためのものであるから、第１の３極開閉器２６の接触子を永久磁石電動機２１側に、また第２の３極開閉器２７の接触子をインバータ１２側としても良い。また、どちらの３極開閉器の接触子をもインバータ１２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗとの間に設けても良い。
【０１３７】
（第１５の実施の形態）図２２は本発明の第１５の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置を示す図である。尚、図２２において、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図１１、図１３〜図１５、図１７、図２０、図２１、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。本実施の形態は、図２１に示した第１４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置とは第２の３極開閉器２７の接触子の構成が異なっていて、本実施の形態では、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の２相と、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路上に接触子を設けている。その他の構成要素と動作については、図１７〜図１９に示した鉄道車両駆動制御装置と同様である。
【０１３８】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、コンバータ１２又はインバータ２２が故障した場合に、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む回路を変圧器２次巻線５及び永久磁石電動機２１から切り離して、交流電源１からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路を開放して永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機から故障したインバータ２２又はコンバータ１２に流れ込む電流を防止し、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【０１３９】
さらに、コンバータ１２又はインバータ２２が故障し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の第１の３極開閉器２６が固渋した場合でも、第２の３極開閉器２７を開放することによって、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧によって損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。また、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、第１の３極開閉器２６が固渋した場合にも変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路を第２の３極開閉器２７によって切り離すことが可能である。
【０１４０】
尚、図２２に示した鉄道車両駆動制御装置のインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路において、第１の３極開閉器２６の接触子をインバータ２２側に、また第２の３極開閉器２７の接触子を永久磁石電動機２１側として示しているが、これらの３極開閉器の接触子は、永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障しているコンバータ１２又はインバータ２２へ電流が流れ込むことを防止するためのものであるから、第１の３極開閉器２６の接触子を永久磁石電動機２１側に、また第２の３極開閉器２７の接触子をインバータ１２側としても良い。また、どちらの３極開閉器の接触子をもインバータ１２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗとの間に設けても良い。
【０１４１】
（第１６の実施の形態）本発明の第１６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図２３〜図２５を用いて説明する。図２３に示す構成では、鉄道車両駆動制御装置はインバータと永久磁石電動機と電流検出器と３極開閉器を組み合わせて１単位の駆動群として構成しており、図２３ではコンバータ１２が１台に対してこの駆動群を２組有した構成である。以下、それぞれ第１駆動群と第２駆動群と呼称して説明する。
【０１４２】
図２３において、３１は第１駆動群の永久磁石電動機、３２は第１駆動群のインバータ、３４Ｕ〜３４Ｗは第１駆動群の電流検出器、３６は第１駆動群の第１の３極開閉器、３７は第１駆動群の第２の３極開閉器、４１は第２駆動群の永久磁石電動機、４２は第２駆動群のインバータ、４４Ｕ〜４４Ｗは第２駆動群の電流検出器、４６は第２駆動群の第１の３極開閉器、４７は第２駆動群の第２の３極開閉器である。尚、図２３において、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図１１、図１３〜図１５、図１７、図２０、図２１、図２２、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。
【０１４３】
第１駆動群の第１の３極開閉器３６の３個の接触子は、第１駆動群のインバータ３２と第１駆動群の永久磁石電動機３１との間の３相交流回路のうちの２相それぞれと、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路とに設けられている。第１駆動群の第２の３極開閉器３７の３個の接触子は、第１駆動群のインバータ３２と第１駆動群の永久磁石電動機３１との間の３相それぞれに設けられている。
【０１４４】
第２駆動群の第１の３極開閉器４６の３個の接触子は、第１駆動群のインバータ４２と第２駆動群の永久磁石電動機４１との間の３相交流回路のうちの２相それぞれと、変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の交流回路とに設けられている。第２駆動群の第２の３極開閉器４７の３個の接触子は、第２駆動群のインバータ４２と第２駆動群の永久磁石電動機４１との間の３相それぞれに設けられている。
【０１４５】
図２４は、図２３に示した鉄道車両駆動制御装置の開閉器を投入・開放するための制御部１０３と制御回路の構成を示した図である。尚、図２４において、図２、図６、図９、図１２、図１６、図１８、図３１と同一の要素には同一の符号を用いて示している。
【０１４６】
図２４において、制御部１０３は、交流電流検出器９の出力信号１０９と、電圧検出器１５の出力信号１１５と、第１駆動群の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗの出力信号１３４Ｕ〜１３４Ｗと、第２駆動群の電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗの出力信号１４４Ｕ〜１４４Ｗと、第１駆動群の第１の３極開閉器３６の連動補助接点２３６の接点信号と、第２駆動群の第１の３極開閉器４６の連動補助接点２４６の接点信号が入力され、充電用開閉器１０の投入と開放をおこなう充電用開閉器投入指令信号１０３ａと、第１駆動群の第１の３極開閉器３６の投入と開放をおこなう第１駆動群第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｋと、第１駆動群の第２の３極開閉器３７の投入と開放をおこなう第１駆動群第２の３極開閉器投入指令信号１０３ｌと、第２駆動群の第１の３極開閉器４６の投入と開放をおこなう第２駆動群第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｍと、第２駆動群の第２の３極開閉器４７の投入と開放をおこなう第２駆動群第２の３極開閉器投入指令信号１０３ｎを出力する。
【０１４７】
第１駆動群第１の３極開閉器３６の連動補助接点２３６は、第１駆動群の第１の３極開閉器の投入・開放状態の信号を制御部１０３に入力する。第２駆動群の第１の３極開閉器４６の連動補助接点２４６は、第１駆動群第１の３極開閉器の投入・開放状態の信号を制御部１０３に入力する。
【０１４８】
継電器１０４ａは、充電用開閉器１０の駆動操作コイル１１０に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの充電用開閉器投入指令信号１０３ａによって投入（オン）される。継電器１０４ｋは、第１駆動群第１の３極開閉器３６の駆動操作コイル１３６に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第１駆動群第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｋによって投入（オン）される。継電器１０４ｌは、第１駆動群第２の３極開閉器３７の駆動操作コイル１３７に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第１駆動群第２の３極開閉器投入指令信号１０３ｌによって投入（オン）される。継電器１０４ｍは、第２駆動群第１の３極開閉器４６の駆動操作コイル１４６に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第２駆動群第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｍによって投入（オン）される。継電器１０４ｎは、第２駆動群第２の３極開閉器４７の駆動操作コイル１４７に電源を供給する制御回路であり、制御部１０３からの第２駆動群第２の３極開閉器投入指令信号１０３ｎによって投入（オン）される。
【０１４９】
制御部１０３は、鉄道車両駆動制御装置の制御回路電源が投入された時点で第１駆動群第２の３極開閉器３７と第２駆動群第２の３極開閉器４７を投入（オン）する。又は、交流回路遮断器３が投入されて架線１と変圧器１次巻線４が接続された時点で投入しても良く、又は、電源投入後の最初にインバータを起動するタイミングで投入しても良い。第１駆動群第２の３極開閉器３７と第２駆動群第２の３極開閉器４７は、一旦投入されると投入状態が保持される。
【０１５０】
コンバータ１２を起動する前に平滑コンデンサ１４を充電する場合には、制御部１０３は充電用開閉器１０を投入（オン）して充電回路昇圧変圧器１６と充電用整流回路１７を介して平滑コンデンサ１４を充電し、充電が完了した後、充電用開閉器１０を開放（オフ）して第１駆動群第１の３極開閉器３６と第２駆動群第１の３極開閉器４６を投入（オン）する。
【０１５１】
制御部１０３がコンバータ１２又は第１駆動群インバータ３２又は第２駆動群インバータ４２の故障を検出した場合には、第１駆動群第１の３極開閉器投入指令信号と第２駆動群第１の３極開閉器投入指令信号がオフとなり、第１駆動群と第２駆動群の第１の３極開閉器が開放（オフ）して電源である変圧器２次巻線５とコンバータ１２との間の回路を開放するとともに第１駆動群インバータ３２と第１駆動群永久磁石電動機３１との間の回路及び第２駆動群インバータ４２と第２駆動群永久磁石電動機４１との間の回路を開放する。このとき、充電用開閉器投入指令信号もオフ状態が保持され充電用開閉器１０が開放状態に保持される。
【０１５２】
図２５は本実施の形態における制御部１０３の論理回路を示している。第１駆動群の第１の３極開閉器３６を開放するとき、制御部１０３は、第１駆動群の第１の３極開閉器投入指令信号をオフしたにもかかわらず第１駆動群第１の３極開閉器３６の連動補助接点２３６の信号が入力している場合には、図２５に示す開閉器固渋検知手段１０５によって第１駆動群第１の３極開閉器３６が固渋したと判断し、第１駆動群の第２の３極開閉器３７を開放する。
【０１５３】
逆に、第２駆動群第１の３極開閉器４６を開放するとき、制御部１０３は、第２駆動群の第１の３極開閉器投入指令信号をオフしたにもかかわらず第２駆動群の第１の３極開閉器４６の連動補助接点２４６の信号が入力している場合には、図２５に示す開閉器固渋検知手段１０５によって第２駆動群の第１の３極開閉器４６が固渋したと判断し、第２駆動群の第２の３極開閉器４７を開放する。
【０１５４】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、コンバータ１２又は第１駆動群のインバータ３２又は第２駆動群のインバータ４２が故障した場合に、故障したコンバータ又はインバータを含む回路を変圧器２次巻線５及び永久磁石電動機３１、４１から切り離して、交流電源１からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、インバータと永久磁石電動機との間の３相交流回路を開放して永久磁石電動機の誘起電圧によって永久磁石電動機から故障したインバータ又はコンバータに流れ込む電流を防止し、回送時に停止しているコンバータ又はインバータが永久磁石電動機の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【０１５５】
さらに、コンバータ１２又はインバータ３２が故障し、かつ、第１駆動群のインバータ３２と永久磁石電動機３１との間の３相交流回路の第１の３極開閉器３６が固渋した場合でも、第１駆動群の第２の３極開閉器３７を開放することによって、第１駆動群のインバータ３２と永久磁石電動機３１との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ３２が永久磁石電動機３１の誘起電圧によって損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。同様に、コンバータ１２又はインバータ４２が故障し、かつ、第２駆動群のインバータ４２と永久磁石電動機４１との間の３相交流回路の第１の３極開閉器４６が固渋した場合でも、第２の３極開閉器４７を開放することによって、第２駆動群のインバータ４２と永久磁石電動機４１との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、回送時に停止しているコンバータ１２又はインバータ４２が永久磁石電動機４１の誘起電圧によって損傷を拡大しないように保護しながら鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。
【０１５６】
尚、図２３に示した鉄道車両駆動制御装置のインバータ３２、４２と永久磁石電動機３１、４１との間の回路において、第１の３極開閉器３６、４６の接触子をインバータ側に、また第２の３極開閉器３７、４７の接触子を永久磁石電動機側として示しているが、これらの３極開閉器の接触子は、第１の３極開閉器３６、４６の接触子を永久磁石電動機３１、４１側に、また第２の３極開閉器３７、４７の接触子をインバータ３２、４２側としても良い。また、いずれの３極開閉器の接触子をインバータ３２、４２と電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗ、４４Ｕ〜４４Ｗとの間に設けても良い。
【０１５７】
また、図５に示した第４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成に、図２３と同様に第１駆動群と第２駆動群のインバータと永久磁石電動機との間の回路にそれぞれ第２の３極開閉器３７、４７を追加した構成の場合においても、本実施の形態の効果を同様に得ることができる。
【０１５８】
（第１７の実施の形態）本発明の第１７の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図２６〜図２８を用いて説明する。図２６に示す鉄道車両駆動制御装置は、図８に示した第６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の３極開閉器２５を第１の３極開閉器２６とし、さらに第２の３極開閉器２７を追加した構成である。尚、図２６において、図１、図３〜図５、図７、図８、図１０、図１１、図１３〜図１５、図１７、図２０、図２１、図２２、図２３、図３０と同一の要素には同一の符号を用いて示している。
【０１５９】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置は、交流電流検出器９と充電用開閉器１０と充電回路抵抗器１１とコンバータ１２と平滑コンデンサ１４と電圧検出器１５と永久磁石電動機２１とインバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと第１の３極開閉器２６と第２の３極開閉器２７を組み合わせて、これを１単位の制御群として構成し、２組の制御群５１、５２を有している。
【０１６０】
図２７は、図２６に示した鉄道車両駆動制御装置の開閉器を投入・開放するための制御部１０３と制御回路の構成を示した図である。尚、図２７において、図２、図６、図９、図１２、図１６、図１８、図２４、図３１と同一の要素には同一の符号を用いて示している。この図２７において、制御部１０３は、第１制御群５１と第２制御群５２からそれぞれ交流電流検出器９の検出値にあたる出力信号１０９、電圧検出器１５の検出値にあたる出力信号１１５、電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗの検出値にあたる出力信号１２４Ｕ〜１２４Ｗ、第１の３極開閉器２６の連動補助接点２２６の接点信号が入力され、また、第１制御群５１と第２制御群５２それぞれに対して、充電用開閉器１０の駆動操作コイル１１０に電源を供給する制御回路の継電器１０４ａを投入（オン）する充電用開閉器投入指令信号１０３ａと、第１の３極開閉器２６の駆動操作コイル１２６に電源を供給する制御回路の継電器１０４ｉを投入（オン）する第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｉと、第２の３極開閉器２７の駆動操作コイル１２７に電源を供給する制御回路の継電器１０４ｊを投入（オン）する第２の３極開閉器投入指令信号１０３ｊを出力する。尚、図２７では、本実施の形態の動作を理解しやすくするために、制御部１０３へ入力及び制御部１０３から出力される信号として、本発明に関係する信号のみを記載している。
【０１６１】
制御部１０３が第１制御群５１のコンバータ１２又は第１制御群５１のインバータ２２の故障を検出した場合には、第１制御群５１の第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｉがオフとなり、第１制御群５１の第１の３極開閉器２６を開放（オフ）して電源である第１制御群５１の変圧器２次巻線５Ａと第１制御群５１のコンバータ１２との間の回路を開放するとともに第１制御群のインバータ２２と第１制御群の永久磁石電動機２１との間の回路を開放する。このとき、第１制御群５１の充電用開閉器投入指令信号１０３ａもオフ状態が保持され第１制御群５１の充電用開閉器１０が開放状態に保持される。
【０１６２】
図２８は本実施の形態における制御部１０３の論理回路である。第１制御群５１の第１の３極開閉器２６を開放するとき、制御部１０３は、第１制御群５１の第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｉをオフしたにもかかわらず第１制御群５１の第１の３極開閉器２６の連動補助接点２２６の信号が入力している場合には、図２８に示す開閉器固渋検知手段１０５によって第１制御群５１の第１の３極開閉器２６が固渋したと判断し、第１制御群５１の第２の３極開閉器２７を開放する。
【０１６３】
他方、制御部１０３が第２制御群５２のコンバータ１２又は第２制御群５２のインバータ２２の故障を検出した場合には、第２制御群５２の第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｊがオフとなり、第２制御群５２の第１の３極開閉器２６を開放（オフ）して電源である第２制御群５２の変圧器２次巻線５Ｂと第２制御群５２のコンバータ１２との間の回路を開放するとともに第２制御群５２のインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の回路を開放する。このとき、第２制御群５２の充電用開閉器投入指令信号１０３ａもオフ状態が保持され第２制御群５２の充電用開閉器１０が開放状態に保持される。
【０１６４】
第２制御群５２の第１の３極開閉器２６を開放するとき、制御部１０３は、第２制御群５２の第１の３極開閉器投入指令信号１０３ｊをオフしたにもかかわらず第２制御群５２の第１の３極開閉器２６の連動補助接点２２６の信号が入力している場合には、図２８に示す開閉器固渋検知手段１０５によって第２制御群５２の第１の３極開閉器２６が固渋したと判断し、第２制御群５２の第２の３極開閉器２７を開放する。
【０１６５】
尚、図２７では制御部１０３は複数の制御群５１、５２に対して制御部１０３が１つである例として記載しているが、制御部１０３を、第１制御群５１に関係する入出力信号を有する第１制御群制御部と、第２制御群５２に関係する入出力信号を有する第２制御群制御部とに分割して設けた構成としても良い。
【０１６６】
また、図２６に示した鉄道車両駆動制御装置では、第１制御群５１と第２制御群５２の内部の構成を図１７に示した第１２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様な構成として、これを１単位の制御群として構成したが、この各制御群の充電用開閉器１０の構成を図２０に示した第１３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様にしても良い。また、変圧器に３次巻線を追加して、図２６に示した鉄道車両駆動制御装置の第１制御群５１と第２制御群５２の内部の構成を図２１又は図２２に示した第１４、第１５の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様な構成として、これを１単位の制御群として構成しても良い。
【０１６７】
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、第１制御群５１のコンバータ１２又はインバータ２２が故障した場合に、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む回路を変圧器２次巻線５Ａ及び第１制御群５１の永久磁石電動機２１から切り離して、交流電源１からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障したインバータ２２又はコンバータ１２に流れ込む電流を防止し、停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら、故障していない健全な第２制御群によって鉄道車両の運転を継続することができる。さらに、第１制御群５１のコンバータ１２又はインバータ２２が故障し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の第１の３極開閉器２６が固渋した場合でも、第１制御群５１の第２の３極開閉器２７を開放することによって、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、健全な第２制御群５２によって運転を継続している時に、停止している第１制御群５１のコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧によって損傷を拡大しないように保護できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。
【０１６８】
他方、第２制御群５２のコンバータ１２又はインバータ２２が故障した場合に、故障したコンバータ１２又はインバータ２２を含む回路を変圧器２次巻線５Ｂ及び第２制御群５２の永久磁石電動機２１から切り離して、交流電源１からコンバータ１２側へ流れ込む電流を防止し、かつ、第２制御群５２の永久磁石電動機２１の誘起電圧によって永久磁石電動機２１から故障したインバータ２２又はコンバータ１２に流れ込む電流を防止し、停止しているコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧により損傷を拡大しないように保護しながら、故障していない健全な第１制御群によって鉄道車両の運転を継続することができる。さらに、第２制御群５２のコンバータ１２又はインバータ２２が故障し、かつ、インバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路の第１の３極開閉器２６が固渋した場合でも、第２制御群５２の第２の３極開閉器２７を開放することによってインバータ２２と永久磁石電動機２１との間の３相交流回路を切り離すことが可能となり、健全な第１制御群によって運転を継続している時に、停止している第２制御群５２のコンバータ１２又はインバータ２２が永久磁石電動機２１の誘起電圧によって損傷を拡大しないように保護できる鉄道車両駆動制御装置を実現できる。
【０１６９】
また、図２６に示した鉄道車両駆動制御装置では、第１制御群５１と第２制御群５２の内部の構成を図１７に示した第１２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様な構成として、これを１単位の制御群として構成したが、この第１制御群５１と第２制御群５２の永久磁石電動機２１とインバータ２２と電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗと第１の３極開閉器２６と第２の３極開閉器２７の構成を、図２３に示した第１６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様に、第１駆動群の永久磁石電動機３１とインバータ３２と電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗと第１の３極開閉器３６と第２の３極開閉器３７、そして第２駆動群の永久磁石電動機４１とインバータ４２と電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗと第１の３極開閉器４６と第２の３極開閉器４７を組み合わせて構成することができる。
【０１７０】
そしてこの場合は、図２７に示した制御部１０３と制御回路の構成においては、制御部１０３へ、電流検出器２４Ｕ〜２４Ｗの検出値にあたる出力信号１２４Ｕ〜１２４Ｗと第１の３極開閉器２６の連動補助接点２２６の信号に代えて、第１制御群５１と第２制御群５２それぞれから、第１駆動群の電流検出器３４Ｕ〜３４Ｗの検出値にあたる出力信号１３４Ｕ〜１３４Ｗと第２駆動群の電流検出器４４Ｕ〜４４Ｗの検出値にあたる出力信号１４４Ｕ〜１４４Ｗと第１駆動群の第１の３極開閉器の連動補助接点２３６の信号と第２駆動群の第１の３極開閉器の連動補助接点２４６の信号が入力され、また、第１の３極開閉器２６の駆動操作コイル１２６に電源を供給する制御回路の継電器１０４ｉと第１の３極開閉器投入指令信号及び、第２の３極開閉器２７の駆動操作コイル１２７に電源を供給する制御回路の継電器１０４ｊと第２の３極開閉器投入指令信号に代えて、制御部１０３から、第１制御群５１と第２制御群５２それぞれに対して、第１駆動群の第１の３極開閉器３６の駆動操作コイル１３６に電源を供給する制御回路の継電器と、第１駆動群の第２の３極開閉器３７の駆動操作コイル１３７に電源を供給する制御回路の継電器と、第２駆動群の第１の３極開閉器４６の駆動操作コイル１４６に電源を供給する制御回路の継電器と、第２駆動群の第２の３極開閉器４７の駆動操作コイル１４７に電源を供給する制御回路の継電器を設け、第１駆動群第１の３極開閉器投入指令信号と第１駆動群第２の３極開閉器投入指令信号と第２駆動群第１の３極開閉器投入指令信号と第２駆動群第２の３極開閉器投入指令信号を出力することになる。
【０１７１】
さらに、図２６に示した本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、１台の鉄道車両駆動制御装置が有する制御群の数を２組の構成として示しているが、制御群の数を２組から３組や４組に増やした場合は、図２７の構成にさらに制御群として第３制御群、第４制御群と第３の変圧器２次巻線と第４の変圧器２次巻線を追加した構成となる。これは制御群の数が増加したのみで、本発明の実施の形態における各部の動作及び本発明の効果は同様である。
【０１７２】
尚、本発明の第１〜第１７の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、それぞれの実施の形態を示した図におけるコンバータ１２とインバータ２２、第１駆動群インバータ３２、第２駆動群インバータ４２の内部回路について、それぞれ２レベル回路で構成した例を示したが、例えば、図２９に示す鉄道車両駆動制御装置のようにコンバータ１２を中性点クランプ形の３レベル回路で構成した場合においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、インバータを中性点クランプ形の３レベル回路で構成しても、またコンバータとインバータの両方を中性点クランプ形の３レベル回路で構成しても良い。つまり、本発明の実施の形態として示した図におけるコンバータ１２は、交流電圧を任意の大きさの電圧の直流電圧に変換するコンバータ回路であれば、その内部回路の構成によらず適用可能であり、本発明の効果を同様に得ることができる。また同様に、本発明の実施の形態として示した図におけるインバータ２２と第１駆動群インバータ３２と第２駆動群インバータ４２は、直流電圧を任意の大きさの電圧と任意の周波数の交流電圧に変換するインバータ回路であれば、その内部回路の構成によらず適用可能であり、本発明の効果を同様に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図５】本発明の第４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成を示す図。
【図７】本発明の第５の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図８】本発明の第６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図９】本発明の第６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成を示す図。
【図１０】本発明の第７の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図１１】本発明の第８の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図１２】本発明の第８の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成を示す図。
【図１３】本発明の第９の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図１４】本発明の第１０の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図１５】本発明の第１１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図１６】本発明の第１１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成を示す図。
【図１７】本発明の第１２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図１８】本発明の第１２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成を示す図。
【図１９】本発明の第１２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部の開閉器固渋検出手段の構成を示す図。
【図２０】本発明の第１３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図２１】本発明の第１４の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図２２】本発明の第１５の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図２３】本発明の第１６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図２４】本発明の第１６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成を示す図。
【図２５】本発明の第１６の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部の開閉器固渋検出手段の構成を示す図。
【図２６】本発明の第１７の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図２７】本発明の第１７の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成を示す図。
【図２８】本発明の第１７の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部の開閉器固渋検出手段の構成を示す図。
【図２９】本発明の第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置において、コンバータを中性点クランプ形３レベル回路とした場合の構成を示す図。
【図３０】従来の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図。
【図３１】従来の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成を示す図。
【符号の説明】
【０１７４】
１  交流電源（架線）
２  集電器
３  交流回路遮断器
４  変圧器１次巻線
５  変圧器２次巻線
５Ａ  第１制御群の変圧器２次巻線
５Ｂ  第２制御群の変圧器２次巻線
６  変圧器３次巻線
７  車輪
８  レール
９  交流電流検出器
１０  充電用開閉器
１１  充電回路抵抗器
１２  コンバータ
１３Ｕ〜１３Ｙ、１３Ｕ１〜１３Ｙ２  コンバータスイッチング素子
１４  平滑コンデンサ
１５  電圧検出器
１６  充電回路昇圧変圧器
１７  充電用整流回路
１８  交流回路開閉器
２１  永久磁石電動機
２２  インバータ
２３Ｕ〜２３Ｚ  インバータスイッチング素子
２４Ｕ〜２４Ｗ  電流検出器
２５  ３極開閉器
２６  第１の３極開閉器
２７  第２の３極開閉器
２８Ｕ  第１の２極開閉器
２８Ｖ  第２の２極開閉器
２８Ｗ  第３の２極開閉器
３１  第１駆動群の永久磁石電動機
３２  第１駆動群のインバータ
３４Ｕ〜３４Ｗ  第１駆動群の電流検出器
３５  第１駆動群の３極開閉器
３６  第１駆動群の第１の３極開閉器
３７  第１駆動群の第２の３極開閉器
４１  第２駆動群の永久磁石電動機
４２  第２駆動群のインバータ
４４Ｕ〜４４Ｗ  第２駆動群の電流検出器
４５  第２駆動群の３極開閉器
４６  第２駆動群の第１の３極開閉器
４７  第２駆動群の第２の３極開閉器
５１  第１制御群
５２  第２制御群
１０１  制御回路電源
１０２  制御回路電源グラウンド
１０３  制御部
１０３ａ〜１０３ｎ  信号
１０４ａ〜１０４ｎ  継電器
１０５  開閉器固渋検出手段
１０９  交流電流検出器の出力信号
１１０  充電用開閉器駆動操作コイル
１１５  電圧検出器の出力信号
１１８  交流回路開閉器駆動操作コイル
１２４Ｕ〜１２４Ｗ  電流検出器の出力信号
１２５  ３極開閉器駆動操作コイル
１２６  第１の３極開閉器駆動操作コイル
１２７  第２の３極開閉器駆動操作コイル
１２８Ｕ  第１の２極開閉器駆動操作コイル
１２８Ｖ  第２の２極開閉器駆動操作コイル
１２８Ｗ  第３の２極開閉器駆動操作コイル
１３４Ｕ〜１３４Ｗ  第１駆動群の電流検出器の出力信号
１３５  第１駆動群の３極開閉器駆動操作コイル
１３６  第１駆動群の第１の３極開閉器駆動操作コイル
１３７  第１駆動群の第２の３極開閉器駆動操作コイル
１４４Ｕ〜１４４Ｗ  第２駆動群の電流検出器の出力信号
１４５  第２駆動群の３極開閉器駆動操作コイル
１４６  第２駆動群の第１の３極開閉器駆動操作コイル
１４７  第２駆動群の第２の３極開閉器駆動操作コイル
２２６  第１の３極開閉器連動補助接点
２３６  第１駆動群第１の３極開閉器連動補助接点
２４６  第２駆動群第１の３極開閉器連動補助接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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